JP2003272061A - 監視装置 - Google Patents
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- JP2003272061A JP2003272061A JP2002068022A JP2002068022A JP2003272061A JP 2003272061 A JP2003272061 A JP 2003272061A JP 2002068022 A JP2002068022 A JP 2002068022A JP 2002068022 A JP2002068022 A JP 2002068022A JP 2003272061 A JP2003272061 A JP 2003272061A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
- F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
- F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
- F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
- F16P3/144—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using light grids
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
- G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
- G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
- G08B13/194—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems
- G08B13/196—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems using television cameras
- G08B13/19697—Arrangements wherein non-video detectors generate an alarm themselves
Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えば危険領域に対する人体の進入監視や危
険物体に対する人体の接近監視に適用するような場合
に、進入経路の如何に拘わらず、進入や接近を確実に監
視できる監視装置を提供する。 【解決手段】 三次元領域において侵入物体を検知して
対応する検知情報を出力する検知手段と、監視対象とな
る三次元領域内における侵入物体の位置や動きの監視に
必要な情報を設定するための設定手段と、前記検知手段
にて生成された検知情報と前記設定手段にて設定された
設定情報とに基づいて、前記監視対象となる三次元領域
内における前記侵入物体の位置や動きに関する監視情報
を生成する監視情報生成手段と、前記監視情報生成手段
にて生成された侵入物体の位置や動きに関する監視情報
に応じた制御出力や表示出力を外部に出力する外部出力
手段と、を具備する。
険物体に対する人体の接近監視に適用するような場合
に、進入経路の如何に拘わらず、進入や接近を確実に監
視できる監視装置を提供する。 【解決手段】 三次元領域において侵入物体を検知して
対応する検知情報を出力する検知手段と、監視対象とな
る三次元領域内における侵入物体の位置や動きの監視に
必要な情報を設定するための設定手段と、前記検知手段
にて生成された検知情報と前記設定手段にて設定された
設定情報とに基づいて、前記監視対象となる三次元領域
内における前記侵入物体の位置や動きに関する監視情報
を生成する監視情報生成手段と、前記監視情報生成手段
にて生成された侵入物体の位置や動きに関する監視情報
に応じた制御出力や表示出力を外部に出力する外部出力
手段と、を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、三次元領域にお
いて侵入物体の検知が可能な検知手段を利用した監視装
置に係り、特に、監視対象となる三次元領域における侵
入物体の位置や動きを高い自由度をもって監視可能とし
た監視装置に関する。
いて侵入物体の検知が可能な検知手段を利用した監視装
置に係り、特に、監視対象となる三次元領域における侵
入物体の位置や動きを高い自由度をもって監視可能とし
た監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＦＡ（Factory Automation）等の
分野において、人体が危険区域内に侵入することを監視
するためには、ライトカーテン装置やレーザスキャナ型
センサ等の監視装置が採用されている。
分野において、人体が危険区域内に侵入することを監視
するためには、ライトカーテン装置やレーザスキャナ型
センサ等の監視装置が採用されている。
【０００３】ライトカーテン装置は、適当な距離を隔て
て直立された２本の柱体（投光用柱体、受光用柱体）を
有する。投光用柱体には、長手方向に沿って適当な間隔
で多数の投光器が埋め込まれている。同様にして、受光
用柱体には、長手方向に沿って適当な間隔で多数の受光
器が埋め込まれている。投光用柱体と受光用柱体との間
には投受光器間を結ぶ多数の光ビームにより光の膜体
（光カーテン）が静的に形成される。この光の膜体が遮
られることにより、受光器の出力を介して侵入物体が検
知される。
て直立された２本の柱体（投光用柱体、受光用柱体）を
有する。投光用柱体には、長手方向に沿って適当な間隔
で多数の投光器が埋め込まれている。同様にして、受光
用柱体には、長手方向に沿って適当な間隔で多数の受光
器が埋め込まれている。投光用柱体と受光用柱体との間
には投受光器間を結ぶ多数の光ビームにより光の膜体
（光カーテン）が静的に形成される。この光の膜体が遮
られることにより、受光器の出力を介して侵入物体が検
知される。
【０００４】レーザスキャン型センサは、レーザ光源か
ら放射されるレーザビームを所定角度範囲内で繰り返し
直線的に走査することで、扇形状の光の膜体が動的に形
成される。この光の膜体が遮られることにより、反射光
の有無を介して侵入物体が検知される。
ら放射されるレーザビームを所定角度範囲内で繰り返し
直線的に走査することで、扇形状の光の膜体が動的に形
成される。この光の膜体が遮られることにより、反射光
の有無を介して侵入物体が検知される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したライトカーテ
ン装置やレーザスキャン型センサ等の監視装置にあって
は、以下の問題点が指摘されている。 （１）それらの監視装置は、二次元領域（平面領域）に
おいてのみ侵入物体の検知が可能な検知手段を採用して
いるため、例えば危険物体への進入経路が複数存在する
ような状況下において、人体が危険物体へ接近すること
を監視するような場合には、各侵入経路のそれぞれに監
視装置を設置することが必要となり、設置用構造物の新
設と相まって監視システム構築費用が増大する。同様な
理由から、侵入物体の接近程度を監視して危険予告を行
うような場合にも、接近経路に沿って監視装置を多段に
設けねばならず、監視システム構築費用が増大する。 （２）また、ライトカーテンは、通常、直立状態にある
２本の柱体間に光の膜体を形成するものであるから、こ
れを水平に横切って侵入する物体に関しては有効である
が、光の膜体に沿って垂直に侵入する物体に対しては殆
ど検知の用をなさない。加えて、柱体に沿う投受光器の
配列ピッチは固定であるから、検知可能侵入物体の最小
サイズには限界があり、設置後の調整自由度に欠ける。 （３）レーザスキャン型センサは、通常、光の膜体を床
面に接近して水平に張るものであるから、侵入者の足下
は検知できても、手元までは検知できないから、作業安
全の目的にはあまり用をなさない。加えて、視野角を調
整する機能は存在するものの、応答速度や分解能を調整
することはできない。
ン装置やレーザスキャン型センサ等の監視装置にあって
は、以下の問題点が指摘されている。 （１）それらの監視装置は、二次元領域（平面領域）に
おいてのみ侵入物体の検知が可能な検知手段を採用して
いるため、例えば危険物体への進入経路が複数存在する
ような状況下において、人体が危険物体へ接近すること
を監視するような場合には、各侵入経路のそれぞれに監
視装置を設置することが必要となり、設置用構造物の新
設と相まって監視システム構築費用が増大する。同様な
理由から、侵入物体の接近程度を監視して危険予告を行
うような場合にも、接近経路に沿って監視装置を多段に
設けねばならず、監視システム構築費用が増大する。 （２）また、ライトカーテンは、通常、直立状態にある
２本の柱体間に光の膜体を形成するものであるから、こ
れを水平に横切って侵入する物体に関しては有効である
が、光の膜体に沿って垂直に侵入する物体に対しては殆
ど検知の用をなさない。加えて、柱体に沿う投受光器の
配列ピッチは固定であるから、検知可能侵入物体の最小
サイズには限界があり、設置後の調整自由度に欠ける。 （３）レーザスキャン型センサは、通常、光の膜体を床
面に接近して水平に張るものであるから、侵入者の足下
は検知できても、手元までは検知できないから、作業安
全の目的にはあまり用をなさない。加えて、視野角を調
整する機能は存在するものの、応答速度や分解能を調整
することはできない。
【０００６】この発明は、従来の監視装置における上述
の問題点に着目してなされてものであり、その目的とす
るところは、例えば危険領域に対する人体の進入監視や
危険物体に対する人体の接近監視に適用するような場合
に、進入経路の如何に拘わらず、進入や接近を確実に監
視できる監視装置を提供することにある。
の問題点に着目してなされてものであり、その目的とす
るところは、例えば危険領域に対する人体の進入監視や
危険物体に対する人体の接近監視に適用するような場合
に、進入経路の如何に拘わらず、進入や接近を確実に監
視できる監視装置を提供することにある。
【０００７】この発明の他の目的とするところは、上述
の如き危険領域に対する人体進入監視や危険物体に対す
る人体の接近監視に適用する場合に、実際の進入や接近
に先立ち、その可能性を予測して警告等を発することに
より、むやみに装置を停止させることによる稼働率の低
下を回避できる監視装置を提供することにある。
の如き危険領域に対する人体進入監視や危険物体に対す
る人体の接近監視に適用する場合に、実際の進入や接近
に先立ち、その可能性を予測して警告等を発することに
より、むやみに装置を停止させることによる稼働率の低
下を回避できる監視装置を提供することにある。
【０００８】この発明の他の目的とするところは、上述
の如き危険領域に対する人体進入監視や危険物体に対す
る人体の接近監視に適用する場合に、監視領域内に複数
の危険領域や危険物体を任意に設定可能として、それぞ
れの危険領域や危険物体毎に進入乃至接近の監視若しく
は進入乃至接近の予測を同時に行うことができる監視装
置を提供することにある。
の如き危険領域に対する人体進入監視や危険物体に対す
る人体の接近監視に適用する場合に、監視領域内に複数
の危険領域や危険物体を任意に設定可能として、それぞ
れの危険領域や危険物体毎に進入乃至接近の監視若しく
は進入乃至接近の予測を同時に行うことができる監視装
置を提供することにある。
【０００９】この発明の他の目的とするところは、上述
の如き危険領域に対する人体進入監視に適用する場合
に、危険領域を取り巻く周囲領域の中で、安全通路や通
常作業経路等の進入許容領域を監視対象領域から任意に
除外可能とすることにより、監視精度を向上させること
ができる監視装置を提供することにある。
の如き危険領域に対する人体進入監視に適用する場合
に、危険領域を取り巻く周囲領域の中で、安全通路や通
常作業経路等の進入許容領域を監視対象領域から任意に
除外可能とすることにより、監視精度を向上させること
ができる監視装置を提供することにある。
【００１０】この発明の他の目的とするところは、上述
の如き危険物体に対する人体の接近監視に適用する場合
に、任意の物体を危険物体から除外可能とすることによ
り、監視精度を向上させることができる監視装置を提供
することにある。
の如き危険物体に対する人体の接近監視に適用する場合
に、任意の物体を危険物体から除外可能とすることによ
り、監視精度を向上させることができる監視装置を提供
することにある。
【００１１】この発明の他の目的とするところは、上述
の如き危険物体に対する人体の接近監視に適用する場合
に、危険物体が移動するような状況下にあっても、その
移動物体への人体接近を確実に監視できる監視装置を提
供することにある。
の如き危険物体に対する人体の接近監視に適用する場合
に、危険物体が移動するような状況下にあっても、その
移動物体への人体接近を確実に監視できる監視装置を提
供することにある。
【００１２】この発明のさらに他の目的並びに作用効果
については、明細書の以下の記載を参照することによ
り、当業者であれば容易に理解されるであろう。
については、明細書の以下の記載を参照することによ
り、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明にあっては、三次元領域内（閉空間）にお
いて進入物体の検知が可能な検知手段を採用している。
めに、本発明にあっては、三次元領域内（閉空間）にお
いて進入物体の検知が可能な検知手段を採用している。
【００１４】すなわち、この発明の監視装置は、三次元
領域において侵入物体を検知して対応する検知情報を出
力する検知手段と、監視対象となる三次元領域内におけ
る侵入物体の位置や動きの監視に必要な情報を設定する
ための設定手段と、前記検知手段にて生成された検知情
報と前記設定手段にて設定された設定情報とに基づい
て、前記監視対象となる三次元領域内における前記侵入
物体の位置や動きに関する監視情報を生成する監視情報
生成手段と、前記監視情報生成手段にて生成された侵入
物体の位置や動きに関する監視情報に応じた制御出力や
表示出力を外部に出力する外部出力手段と、を具備す
る。
領域において侵入物体を検知して対応する検知情報を出
力する検知手段と、監視対象となる三次元領域内におけ
る侵入物体の位置や動きの監視に必要な情報を設定する
ための設定手段と、前記検知手段にて生成された検知情
報と前記設定手段にて設定された設定情報とに基づい
て、前記監視対象となる三次元領域内における前記侵入
物体の位置や動きに関する監視情報を生成する監視情報
生成手段と、前記監視情報生成手段にて生成された侵入
物体の位置や動きに関する監視情報に応じた制御出力や
表示出力を外部に出力する外部出力手段と、を具備す
る。
【００１５】このような構成であるから、本発明の監視
装置によれば、例えば危険領域に対する人体の進入監視
や危険物体に対する人体の接近監視に適用するような場
合に、進入経路の如何に拘わらず、進入や接近を確実に
監視できる。ここで、『検知手段』としては、好適な様
々な実施の形態が存在する。
装置によれば、例えば危険領域に対する人体の進入監視
や危険物体に対する人体の接近監視に適用するような場
合に、進入経路の如何に拘わらず、進入や接近を確実に
監視できる。ここで、『検知手段』としては、好適な様
々な実施の形態が存在する。
【００１６】第１の実施形態にあっては、前記検知手段
が、１個のカメラ又は撮像素子を用いた光学系と、前記
光学系から侵入物体が存在しない状態で得られる画像と
存在する状態で得られる画像との差分を取得するための
演算手段とを含み、前記演算手段から得られる差分情報
を前記検知情報として出力する、ように構成されてい
る。
が、１個のカメラ又は撮像素子を用いた光学系と、前記
光学系から侵入物体が存在しない状態で得られる画像と
存在する状態で得られる画像との差分を取得するための
演算手段とを含み、前記演算手段から得られる差分情報
を前記検知情報として出力する、ように構成されてい
る。
【００１７】このような構成によれば、光学系が１個の
カメラ又は撮像素子で足りることに加えて、走査機構等
の機械的な可動部も不要なため、低コストに製作するこ
とができ、かつ長寿命が期待される。
カメラ又は撮像素子で足りることに加えて、走査機構等
の機械的な可動部も不要なため、低コストに製作するこ
とができ、かつ長寿命が期待される。
【００１８】第２の実施形態にあっては、前記検知手段
が、複数個のカメラ又は撮像素子を用いた光学系と、前
記光学系を構成する各カメラ又は各撮像素子のそれぞれ
から侵入物体が存在しない状態で得られる画像と存在す
る状態で得られる画像との差分を取得するための演算手
段と、前記演算手段から各カメラ又は各撮像素子毎に取
得される差分情報に基づいて三角測量の原理で侵入物体
までの距離を計測する測距手段とを含み、前記測距手段
により計測される侵入物体までの距離情報を前記検知情
報として出力する、ように構成されている。
が、複数個のカメラ又は撮像素子を用いた光学系と、前
記光学系を構成する各カメラ又は各撮像素子のそれぞれ
から侵入物体が存在しない状態で得られる画像と存在す
る状態で得られる画像との差分を取得するための演算手
段と、前記演算手段から各カメラ又は各撮像素子毎に取
得される差分情報に基づいて三角測量の原理で侵入物体
までの距離を計測する測距手段とを含み、前記測距手段
により計測される侵入物体までの距離情報を前記検知情
報として出力する、ように構成されている。
【００１９】このような構成によれば、第１の実施形態
のものに比べて光学系の構成は若干複雑となるものの、
なおも走査機構等の機械的な可動部は不要であるから、
比較的に低コストに製作することができ、加えて、三角
測量技術を利用しているため、侵入物体の位置や動きを
左右方向のみならず、前後方向についても正確に監視す
ることができる利点がある。
のものに比べて光学系の構成は若干複雑となるものの、
なおも走査機構等の機械的な可動部は不要であるから、
比較的に低コストに製作することができ、加えて、三角
測量技術を利用しているため、侵入物体の位置や動きを
左右方向のみならず、前後方向についても正確に監視す
ることができる利点がある。
【００２０】第３の実施形態にあっては、前記検知手段
が、レーザビーム光をパルス状に放射する投光手段と、
放射されたレーザビーム光が物体に反射して戻ってきた
反射光を受光する受光手段と、放射されるレーザビーム
光を面状に照射できるように走査する走査手段とを含む
同軸型光学系と、レーザビーム光の投受光時間差に基づ
いて光レーダ法により反射物体までの距離を単位走査角
度毎に計測する測距手段とを含み、前記測距手段により
計測される各走査角度毎の距離情報を前記検知情報とし
て出力する、ように構成されている。
が、レーザビーム光をパルス状に放射する投光手段と、
放射されたレーザビーム光が物体に反射して戻ってきた
反射光を受光する受光手段と、放射されるレーザビーム
光を面状に照射できるように走査する走査手段とを含む
同軸型光学系と、レーザビーム光の投受光時間差に基づ
いて光レーダ法により反射物体までの距離を単位走査角
度毎に計測する測距手段とを含み、前記測距手段により
計測される各走査角度毎の距離情報を前記検知情報とし
て出力する、ように構成されている。
【００２１】このような構成によれば、放射されるレー
ザビーム光を面状に照射しつつ、光レーダ法により反射
物体までの距離を単位走査角度毎に計測することから、
監視対象領域内の物体を正確かつ立体的に認識すること
ができ、こうして得られる検知情報に基づいて、様々な
態様による侵入物体監視を高精度に実現することができ
る。このとき、レーザビーム光を面状に照射できるよう
に走査する走査手段が半導体共振ミラーを含んでいるも
のであれば、機械的な可動部が殆ど存在しないことから
検知手段の長寿命化を達成することができる。
ザビーム光を面状に照射しつつ、光レーダ法により反射
物体までの距離を単位走査角度毎に計測することから、
監視対象領域内の物体を正確かつ立体的に認識すること
ができ、こうして得られる検知情報に基づいて、様々な
態様による侵入物体監視を高精度に実現することができ
る。このとき、レーザビーム光を面状に照射できるよう
に走査する走査手段が半導体共振ミラーを含んでいるも
のであれば、機械的な可動部が殆ど存在しないことから
検知手段の長寿命化を達成することができる。
【００２２】第４の実施形態にあっては、前記検知手段
が、レーザスリット光を放射する投光手段と、放射され
たレーザスリット光の投影線を監視するカメラ又は撮像
素子と、放射されるレーザスリット光を面状に照射でき
るように走査する走査手段とを含む光学系と、前記光学
系を構成するカメラ又は撮像素子から侵入物体が存在し
ない状態で得られる投影線画像と存在する状態で得られ
る投影線画像との差分を単位走査角度毎に取得するため
の演算手段とを含み、前記演算手段により取得される各
走査角度毎の前記投影線画像の差分情報を前記検知情報
として出力する、ように構成されている。
が、レーザスリット光を放射する投光手段と、放射され
たレーザスリット光の投影線を監視するカメラ又は撮像
素子と、放射されるレーザスリット光を面状に照射でき
るように走査する走査手段とを含む光学系と、前記光学
系を構成するカメラ又は撮像素子から侵入物体が存在し
ない状態で得られる投影線画像と存在する状態で得られ
る投影線画像との差分を単位走査角度毎に取得するため
の演算手段とを含み、前記演算手段により取得される各
走査角度毎の前記投影線画像の差分情報を前記検知情報
として出力する、ように構成されている。
【００２３】このような構成によれば、レーザスリット
光を面状に照射しつつ、その投影線の変形に基づいて侵
入物体の監視を行うため、カメラ又は撮像素子のみを使
用しつつも、監視対象物の特徴をスリット光投影線の変
形に顕在化させることで、画像処理の負担を軽減させ、
高精度の侵入物体監視を実現することができる。加え
て、走査手段の走査軌跡が単純な往復直線運動で足りる
ため、走査機構の制御もその分だけ容易となる。
光を面状に照射しつつ、その投影線の変形に基づいて侵
入物体の監視を行うため、カメラ又は撮像素子のみを使
用しつつも、監視対象物の特徴をスリット光投影線の変
形に顕在化させることで、画像処理の負担を軽減させ、
高精度の侵入物体監視を実現することができる。加え
て、走査手段の走査軌跡が単純な往復直線運動で足りる
ため、走査機構の制御もその分だけ容易となる。
【００２４】第５の実施形態にあっては、前記検知手段
が、レーザスリット光を放射する投光手段と、放射され
たレーザスリット光の投影線を監視するカメラ又は撮像
素子と、放射されるスリット状レーザ光を面状に照射で
きるように走査する走査手段とを含む光学系と、前記光
学系を構成するカメラ又は撮像素子から取り込んだスリ
ット光の投影線画像の中の最接近点を単位走査角度毎に
算出する演算手段とを含み、前記演算手段から各走査角
度毎に得られる最接近点情報を前記検知情報として出力
する、ように構成されている。
が、レーザスリット光を放射する投光手段と、放射され
たレーザスリット光の投影線を監視するカメラ又は撮像
素子と、放射されるスリット状レーザ光を面状に照射で
きるように走査する走査手段とを含む光学系と、前記光
学系を構成するカメラ又は撮像素子から取り込んだスリ
ット光の投影線画像の中の最接近点を単位走査角度毎に
算出する演算手段とを含み、前記演算手段から各走査角
度毎に得られる最接近点情報を前記検知情報として出力
する、ように構成されている。
【００２５】このような構成によれば、放射されるスリ
ット状レーザ光を面状に照射しつつ、その投影線の変形
に基づいて単位走査角度毎の最接近点を算出するように
しているため、第４実施形態の効果に加えて、検知手段
から最接近点の情報のみを抽出することにより、画像デ
ータ全体を処理するよりも後段の処理が簡素化されて、
応答速度の向上が図られる。
ット状レーザ光を面状に照射しつつ、その投影線の変形
に基づいて単位走査角度毎の最接近点を算出するように
しているため、第４実施形態の効果に加えて、検知手段
から最接近点の情報のみを抽出することにより、画像デ
ータ全体を処理するよりも後段の処理が簡素化されて、
応答速度の向上が図られる。
【００２６】第５の実施形態の変形例にあっては、前記
検知手段が、レーザスリット光をパルス状に放射する投
光手段と、放射されたレーザスリット光が物体に反射し
て戻ってきた反射光を受光する受光手段と、放射される
レーザスリット光を面状に照射できるように走査する走
査手段とを含む同軸型光学系と、レーザスリット光の投
受光時間差に基づいて光レーダ法によりレーザスリット
光投影線の各点までの距離の中で最接近距離を単位走査
角度毎に取得する測距手段とを含み、前記測距手段によ
り各走査角度毎に取得される最接近距離情報を前記検知
情報として出力する、ように構成されている。
検知手段が、レーザスリット光をパルス状に放射する投
光手段と、放射されたレーザスリット光が物体に反射し
て戻ってきた反射光を受光する受光手段と、放射される
レーザスリット光を面状に照射できるように走査する走
査手段とを含む同軸型光学系と、レーザスリット光の投
受光時間差に基づいて光レーダ法によりレーザスリット
光投影線の各点までの距離の中で最接近距離を単位走査
角度毎に取得する測距手段とを含み、前記測距手段によ
り各走査角度毎に取得される最接近距離情報を前記検知
情報として出力する、ように構成されている。
【００２７】このような構成によれば、放射されるスリ
ット状レーザ光を面状に照射しつつ、その投影線の変形
に基づいて単位走査角度毎の最接近点を光レーダ法によ
り取得するようにしているため、上述の第５実施形態の
効果に加えて、最接近点情報の取得速度乃至精度が改善
され、より一層の高速応答が可能となる。
ット状レーザ光を面状に照射しつつ、その投影線の変形
に基づいて単位走査角度毎の最接近点を光レーダ法によ
り取得するようにしているため、上述の第５実施形態の
効果に加えて、最接近点情報の取得速度乃至精度が改善
され、より一層の高速応答が可能となる。
【００２８】第６の実施形態にあっては、前記検知手段
が、レーザスリット光をパルス状に放射する投光手段
と、放射されたレーザスリット光が物体に反射して戻っ
てきた反射光を受光するフォトダイオードアレイと、放
射されるレーザスリット光を面状に照射できるように走
査する走査手段とを含む光学系と、前記光学系を構成す
るフォトダイオードアレイの各受光素子毎に、レーザス
リット光の投受光時間差に基づいて光レーダ法により反
射物体までの距離を単位走査角度毎に計測する測距手段
とを含み、前記測距手段により走査角度毎に計測される
投影線上の各点までの距離情報を前記検知情報として出
力する、ように構成される。
が、レーザスリット光をパルス状に放射する投光手段
と、放射されたレーザスリット光が物体に反射して戻っ
てきた反射光を受光するフォトダイオードアレイと、放
射されるレーザスリット光を面状に照射できるように走
査する走査手段とを含む光学系と、前記光学系を構成す
るフォトダイオードアレイの各受光素子毎に、レーザス
リット光の投受光時間差に基づいて光レーダ法により反
射物体までの距離を単位走査角度毎に計測する測距手段
とを含み、前記測距手段により走査角度毎に計測される
投影線上の各点までの距離情報を前記検知情報として出
力する、ように構成される。
【００２９】このような構成によれば、放射されるパル
ス状レーザスリット光を面状に照射しつつ、その投影線
の変形に基づいて単位走査角度毎の投影線に沿う一連の
各点までの距離情報を光レーダ法により取得して、監視
対象領域の状況を立体的に認識するため、こうして得ら
れる検知情報に基づいて高速応答かつ高精度の監視が可
能となる。
ス状レーザスリット光を面状に照射しつつ、その投影線
の変形に基づいて単位走査角度毎の投影線に沿う一連の
各点までの距離情報を光レーダ法により取得して、監視
対象領域の状況を立体的に認識するため、こうして得ら
れる検知情報に基づいて高速応答かつ高精度の監視が可
能となる。
【００３０】なお、以上の各実施形態の中で、レーザビ
ーム光を面状に照射できるように走査する走査手段が半
導体共振ミラーを含んでいれば、小型で機械的な可動部
が存在しないことから、装置全体のコンパクト化乃至長
寿命化を達成することができる。また、上記のレーザビ
ーム光を面上に照射できるように走査する走査手段の走
査範囲が変更可能であれば、後述するように、特定範囲
に関し領域を限定して、応答速度や分解能を向上させる
のに都合がよい。
ーム光を面状に照射できるように走査する走査手段が半
導体共振ミラーを含んでいれば、小型で機械的な可動部
が存在しないことから、装置全体のコンパクト化乃至長
寿命化を達成することができる。また、上記のレーザビ
ーム光を面上に照射できるように走査する走査手段の走
査範囲が変更可能であれば、後述するように、特定範囲
に関し領域を限定して、応答速度や分解能を向上させる
のに都合がよい。
【００３１】本発明に係る監視装置の好ましい実施の形
態にあっては、前記設定手段は、前記監視対象となる三
次元領域内における少なくとも１以上の位置又は領域を
特定監視領域として設定可能とされ、前記監視情報生成
手段は、前記侵入物体が前記特定監視領域に進入したか
否かの情報を生成するものであり、かつ前記外部出力手
段は、前記侵入物体が進入した特定監視領域に対応する
制御出力や表示出力を外部へ出力するものである、とさ
れる。
態にあっては、前記設定手段は、前記監視対象となる三
次元領域内における少なくとも１以上の位置又は領域を
特定監視領域として設定可能とされ、前記監視情報生成
手段は、前記侵入物体が前記特定監視領域に進入したか
否かの情報を生成するものであり、かつ前記外部出力手
段は、前記侵入物体が進入した特定監視領域に対応する
制御出力や表示出力を外部へ出力するものである、とさ
れる。
【００３２】このような構成によれば、例えば危険領域
に対する人体の進入監視に適用するような場合に、監視
領域内に複数の危険領域を任意に設定して、それぞれの
危険領域に対する進入監視を同時に行うことができる。
に対する人体の進入監視に適用するような場合に、監視
領域内に複数の危険領域を任意に設定して、それぞれの
危険領域に対する進入監視を同時に行うことができる。
【００３３】好ましい他の実施の形態によれば、前記設
定手段は、監視装置自身の位置又は前記監視対象となる
三次元領域内から任意に選ばれた位置を特定位置として
設定可能とされ、前記監視情報生成手段は、前記侵入物
体の現在位置と前記特定位置との距離に関する情報を生
成するものであり、かつ前記外部出力手段は、前記侵入
物体と前記特定位置との距離に応じたアナログ制御出力
やアナログ表示出力を外部へ出力するものである、とさ
れる。
定手段は、監視装置自身の位置又は前記監視対象となる
三次元領域内から任意に選ばれた位置を特定位置として
設定可能とされ、前記監視情報生成手段は、前記侵入物
体の現在位置と前記特定位置との距離に関する情報を生
成するものであり、かつ前記外部出力手段は、前記侵入
物体と前記特定位置との距離に応じたアナログ制御出力
やアナログ表示出力を外部へ出力するものである、とさ
れる。
【００３４】このような構成によれば、例えば危険領域
に対する人体の侵入監視や危険物体に対する人体の接近
監視に適用するような場合に、危険領域や危険物体と侵
入物体である人体等との距離に対応する情報が生成出力
されるため、実際の進入や接近に先立ち、その可能性を
予測して警告等を発することも可能となる。
に対する人体の侵入監視や危険物体に対する人体の接近
監視に適用するような場合に、危険領域や危険物体と侵
入物体である人体等との距離に対応する情報が生成出力
されるため、実際の進入や接近に先立ち、その可能性を
予測して警告等を発することも可能となる。
【００３５】好ましい他の実施の形態によれば、前記設
定手段は、監視装置自身の位置又は前記監視対象となる
三次元領域内から任意に選ばれた位置を特定位置として
設定可能とされ、前記監視情報生成手段は、前記侵入物
体と前記特定位置との相対移動方向に関する情報を生成
するものであり、かつ前記外部出力手段は、前記相対移
動方向が近付く方向であるか遠離る方向であるかに応じ
て対応する制御出力や表示出力を生成するものである、
とされる。
定手段は、監視装置自身の位置又は前記監視対象となる
三次元領域内から任意に選ばれた位置を特定位置として
設定可能とされ、前記監視情報生成手段は、前記侵入物
体と前記特定位置との相対移動方向に関する情報を生成
するものであり、かつ前記外部出力手段は、前記相対移
動方向が近付く方向であるか遠離る方向であるかに応じ
て対応する制御出力や表示出力を生成するものである、
とされる。
【００３６】このような構成によれば、例えば危険物体
に対する人体の接近監視に適用するような場合に、危険
物体の付近に人体等の侵入物体が存在する状況であって
も、それが近付いているか遠離っているかに応じて、例
えば近づいているときには『危険』と判断する一方、遠
離っているときには『危険回避』と判断する等により、
適切な監視情報の生成が可能となる。
に対する人体の接近監視に適用するような場合に、危険
物体の付近に人体等の侵入物体が存在する状況であって
も、それが近付いているか遠離っているかに応じて、例
えば近づいているときには『危険』と判断する一方、遠
離っているときには『危険回避』と判断する等により、
適切な監視情報の生成が可能となる。
【００３７】好ましい他の実施の形態にあっては、前記
設定手段は、前記監視対象となる三次元領域内に侵入物
体が存在しない状態における検知手段からの検知情報
と、前記監視対象となる三次元領域内にダミー物体が存
在する状態における検知手段からの検知情報とを教示す
ることにより、ダミー物体が存在する位置又は領域を特
定監視領域として設定可能である、とされる。
設定手段は、前記監視対象となる三次元領域内に侵入物
体が存在しない状態における検知手段からの検知情報
と、前記監視対象となる三次元領域内にダミー物体が存
在する状態における検知手段からの検知情報とを教示す
ることにより、ダミー物体が存在する位置又は領域を特
定監視領域として設定可能である、とされる。
【００３８】このような構成によれば、例えば監視領域
内に複数の危険領域を任意に設定して、それぞれの危険
領域に対する進入監視を同時に行うような状況にあって
も、対象となる危険領域のそれぞれにダミー物体を置い
て教示するだけで済むため、それら危険領域の設定作業
が簡単なものとなる。
内に複数の危険領域を任意に設定して、それぞれの危険
領域に対する進入監視を同時に行うような状況にあって
も、対象となる危険領域のそれぞれにダミー物体を置い
て教示するだけで済むため、それら危険領域の設定作業
が簡単なものとなる。
【００３９】好ましい他の実施の形態にあっては、前記
設定手段は、前記監視対象となる三次元領域の映像を映
し出すモニタ画面を利用したＧＵＩにより、監視対象と
なる三次元領域内に特定監視領域や特定位置を設定可能
である、とされる。
設定手段は、前記監視対象となる三次元領域の映像を映
し出すモニタ画面を利用したＧＵＩにより、監視対象と
なる三次元領域内に特定監視領域や特定位置を設定可能
である、とされる。
【００４０】このような構成によれば、例えば監視領域
内に複数の危険領域を任意に設定して、それぞれの危険
領域に対する進入監視を同時に行うような状況にあって
も、監視装置備え付けの又は外部接続されたＣＲＴや液
晶表示器の画面において、監視希望特定領域をその映像
中でカーソル指示等するだけで済み、それら危険領域の
設定作業が簡単なものとなる。
内に複数の危険領域を任意に設定して、それぞれの危険
領域に対する進入監視を同時に行うような状況にあって
も、監視装置備え付けの又は外部接続されたＣＲＴや液
晶表示器の画面において、監視希望特定領域をその映像
中でカーソル指示等するだけで済み、それら危険領域の
設定作業が簡単なものとなる。
【００４１】好ましい他の実施の形態にあっては、前記
設定手段は、監視対象となる三次元領域から選択された
位置又は領域を不感領域として設定可能とされ、前記監
視情報生成手段は、前記設定された不感領域については
前記監視対象となる三次元領域からは除外した上で、前
記検知手段から出力される検知情報と前記設定手段にて
設定される設定情報とに基づいて、前記監視対象となる
三次元領域内における前記侵入物体の位置や動きに関す
る情報を生成する、ように構成される。
設定手段は、監視対象となる三次元領域から選択された
位置又は領域を不感領域として設定可能とされ、前記監
視情報生成手段は、前記設定された不感領域については
前記監視対象となる三次元領域からは除外した上で、前
記検知手段から出力される検知情報と前記設定手段にて
設定される設定情報とに基づいて、前記監視対象となる
三次元領域内における前記侵入物体の位置や動きに関す
る情報を生成する、ように構成される。
【００４２】このような構成によれば、例えば危険領域
に対する人体進入監視に適用する場合に、危険領域を取
り巻く周囲領域の中で、安全通路や通常作業経路等の進
入許容領域を監視対象領域から任意に除外可能とするこ
とにより、監視精度を向上させることができる。
に対する人体進入監視に適用する場合に、危険領域を取
り巻く周囲領域の中で、安全通路や通常作業経路等の進
入許容領域を監視対象領域から任意に除外可能とするこ
とにより、監視精度を向上させることができる。
【００４３】好ましい他の実施の形態にあっては、前記
設定手段は、予め特徴教示した物体を不感物体として設
定可能とされ、前記監視情報生成手段は、前記設定され
た不感物体については侵入物体から除外した上で、前記
検知手段から出力される検知情報と前記設定手段にて設
定される設定情報とに基づいて、前記監視対象となる三
次元領域内における前記侵入物体の位置や動きに関する
情報を生成する、ように構成される。
設定手段は、予め特徴教示した物体を不感物体として設
定可能とされ、前記監視情報生成手段は、前記設定され
た不感物体については侵入物体から除外した上で、前記
検知手段から出力される検知情報と前記設定手段にて設
定される設定情報とに基づいて、前記監視対象となる三
次元領域内における前記侵入物体の位置や動きに関する
情報を生成する、ように構成される。
【００４４】このような構成によれば、工場フロアにお
いて、コンベア等の軌道に沿って規則的に移動する物体
は危険物体から除外する一方、フロアを走行する作業車
の如く、不規則な走行軌跡を描いて移動する物体につい
ては危険物体として認識させるような場合において、上
記の除外物体の特徴（例えば、形状、色彩、大きさ、模
様等）を不感物体として設定することで、監視対象選択
の自由度を向上させることができる。
いて、コンベア等の軌道に沿って規則的に移動する物体
は危険物体から除外する一方、フロアを走行する作業車
の如く、不規則な走行軌跡を描いて移動する物体につい
ては危険物体として認識させるような場合において、上
記の除外物体の特徴（例えば、形状、色彩、大きさ、模
様等）を不感物体として設定することで、監視対象選択
の自由度を向上させることができる。
【００４５】好ましい他の実施の形態にあっては、前記
設定手段は、予め特徴教示した物体を距離基準物体とし
て設定可能とされ、前記監視情報生成手段は、前記検知
手段から出力される検知情報と前記設定手段にて設定さ
れる設定情報とに基づいて、前記距離基準物体と前記侵
入物体との距離に関する情報を生成する、ように構成さ
れる。
設定手段は、予め特徴教示した物体を距離基準物体とし
て設定可能とされ、前記監視情報生成手段は、前記検知
手段から出力される検知情報と前記設定手段にて設定さ
れる設定情報とに基づいて、前記距離基準物体と前記侵
入物体との距離に関する情報を生成する、ように構成さ
れる。
【００４６】このような構成によれば、危険物体に対す
る人体の接近監視に適用する場合において、危険物体が
移動するような状況下にあっても、その危険物体の特徴
（例えば、形状、色彩、大きさ、模様等）を装置に教示
することにより、その移動物体への人体接近を確実に監
視できる。
る人体の接近監視に適用する場合において、危険物体が
移動するような状況下にあっても、その危険物体の特徴
（例えば、形状、色彩、大きさ、模様等）を装置に教示
することにより、その移動物体への人体接近を確実に監
視できる。
【００４７】好ましい他の実施の形態にあっては、前記
検知手段は、レーザ光を面上に照射できるように走査す
る走査手段において、走査単位量を変更することなく走
査単位数を減少させることにより、限定された三次元監
視領域に関する検知応答性を高速化することが可能にな
されている。
検知手段は、レーザ光を面上に照射できるように走査す
る走査手段において、走査単位量を変更することなく走
査単位数を減少させることにより、限定された三次元監
視領域に関する検知応答性を高速化することが可能にな
されている。
【００４８】このような構成によれば、監視対象となる
三次元領域内に俊敏に動く侵入物体が存在するような場
合には、その侵入物体の含まれる小領域に監視領域を限
定して高速応答な監視を行うことにより、侵入物体の挙
動特性に合致した適切な監視が可能となる。
三次元領域内に俊敏に動く侵入物体が存在するような場
合には、その侵入物体の含まれる小領域に監視領域を限
定して高速応答な監視を行うことにより、侵入物体の挙
動特性に合致した適切な監視が可能となる。
【００４９】好ましい他の実施の形態にあっては、前記
検知手段は、レーザ光を面状に照射できるように走査す
る走査手段において、走査単位数を変更することなく走
査単位量を減少させることにより、限定された三次元領
域に関する検知分解能を上昇させることが可能になされ
ている。
検知手段は、レーザ光を面状に照射できるように走査す
る走査手段において、走査単位数を変更することなく走
査単位量を減少させることにより、限定された三次元領
域に関する検知分解能を上昇させることが可能になされ
ている。
【００５０】このような構成によれば、監視対象となる
三次元領域内に微細な外観上の特徴を有すか又は微細な
移動態様が問題となる侵入物体が存在するような場合に
は、その侵入物体の含まれる小領域に監視領域を限定し
て高分解能な監視を行うことにより、侵入物体の外観特
性や微動特性に合致した適切な監視が可能となる。
三次元領域内に微細な外観上の特徴を有すか又は微細な
移動態様が問題となる侵入物体が存在するような場合に
は、その侵入物体の含まれる小領域に監視領域を限定し
て高分解能な監視を行うことにより、侵入物体の外観特
性や微動特性に合致した適切な監視が可能となる。
【００５１】次に、本発明の応用例の一つである監視装
置システムにあっては、三次元領域において侵入物体の
検知が可能な検知手段を用いて、監視対象となる三次元
領域における侵入物体の監視を行う第１の監視装置と、
三次元領域において侵入物体の検知が可能な検知手段を
用いて、監視対象となる三次元領域における侵入物体の
監視を行う２の監視装置と、前記第１の監視装置と前記
第２の監視装置との間で情報を伝達するための通信手段
とを有し、前記第１の監視装置には、監視対象となる三
次元領域内に侵入物体が発見されたときには、その位置
を前記第２の監視装置に通信手段を介して通知する機能
が組み込まれ、前記第２の監視装置には、前記第１の監
視装置から侵入物体の発見並びにその位置が通知された
場合には、その位置を含む限定領域に監視範囲を絞り込
むと共に、検知応答性を上げて又は検知分解能を上げ
て、監視を行う機能が組み込まれている。
置システムにあっては、三次元領域において侵入物体の
検知が可能な検知手段を用いて、監視対象となる三次元
領域における侵入物体の監視を行う第１の監視装置と、
三次元領域において侵入物体の検知が可能な検知手段を
用いて、監視対象となる三次元領域における侵入物体の
監視を行う２の監視装置と、前記第１の監視装置と前記
第２の監視装置との間で情報を伝達するための通信手段
とを有し、前記第１の監視装置には、監視対象となる三
次元領域内に侵入物体が発見されたときには、その位置
を前記第２の監視装置に通信手段を介して通知する機能
が組み込まれ、前記第２の監視装置には、前記第１の監
視装置から侵入物体の発見並びにその位置が通知された
場合には、その位置を含む限定領域に監視範囲を絞り込
むと共に、検知応答性を上げて又は検知分解能を上げ
て、監視を行う機能が組み込まれている。
【００５２】このような構成によれば、２台以上の監視
装置で監視を行いつつ、相互間で侵入物体検知に関する
情報を交換することにより、個々の監視装置の能力を有
効に活用しつつ相互の監視装置間協力により、より一層
効率の良い侵入物体監視が可能となる。
装置で監視を行いつつ、相互間で侵入物体検知に関する
情報を交換することにより、個々の監視装置の能力を有
効に活用しつつ相互の監視装置間協力により、より一層
効率の良い侵入物体監視が可能となる。
【００５３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る監視装置の
好適な実施の一形態を添付図面に従って詳細に説明す
る。本発明の基本構成を示すブロック図が図１に示され
ている。同図において、１は監視装置、２は監視対象と
なる三次元領域、３は侵入物体である人体、４は制御対
象設備や表示器などの出力対象である。
好適な実施の一形態を添付図面に従って詳細に説明す
る。本発明の基本構成を示すブロック図が図１に示され
ている。同図において、１は監視装置、２は監視対象と
なる三次元領域、３は侵入物体である人体、４は制御対
象設備や表示器などの出力対象である。
【００５４】このように、本発明に係る監視装置１は、
三次元領域２において侵入物体３を検知して対応する検
知情報を出力する検知手段１０１と、監視対象となる三
次元領域２内における侵入物体３の位置や動きの監視に
必要な情報を設定するための設定手段１０２と、前記検
知手段１０１にて生成された検知情報と前記設定手段１
０２にて設定された設定情報とに基づいて、前記監視対
象となる三次元領域２内における前記侵入物体３の位置
や動きに関する監視情報を生成する監視情報生成手段１
０３と、前記監視情報生成手段１０３にて生成された侵
入物体３の位置や動きに関する監視情報に応じた制御出
力や表示出力を外部に出力する外部出力手段１０４と、
を具備することを特徴とするものである。
三次元領域２において侵入物体３を検知して対応する検
知情報を出力する検知手段１０１と、監視対象となる三
次元領域２内における侵入物体３の位置や動きの監視に
必要な情報を設定するための設定手段１０２と、前記検
知手段１０１にて生成された検知情報と前記設定手段１
０２にて設定された設定情報とに基づいて、前記監視対
象となる三次元領域２内における前記侵入物体３の位置
や動きに関する監視情報を生成する監視情報生成手段１
０３と、前記監視情報生成手段１０３にて生成された侵
入物体３の位置や動きに関する監視情報に応じた制御出
力や表示出力を外部に出力する外部出力手段１０４と、
を具備することを特徴とするものである。
【００５５】かかる監視装置１は、検知手段１０１とし
てどのような構成を採用するかに応じて、様々な実施の
形態が存在する。
てどのような構成を採用するかに応じて、様々な実施の
形態が存在する。
【００５６】すなわち、第１の実施の形態における監視
装置にあっては、検知手段１０１は、１個のカメラ又は
撮像素子を用いた光学系と、この光学系から侵入物体が
存在しない状態で得られる画像と存在する状態で得られ
る画像との差分を取得するための演算手段とを含み、前
記演算手段から得られる差分情報を前記検知情報として
出力するように仕組まれている。
装置にあっては、検知手段１０１は、１個のカメラ又は
撮像素子を用いた光学系と、この光学系から侵入物体が
存在しない状態で得られる画像と存在する状態で得られ
る画像との差分を取得するための演算手段とを含み、前
記演算手段から得られる差分情報を前記検知情報として
出力するように仕組まれている。
【００５７】このような光学系並びに演算手段の構成に
ついては、後述するより複雑な他の実施形態における図
面などにより容易に類推できるものと思われるため、光
学系の構成図や演算手段のハードウェア並びにソフトウ
ェア構成については図示を省略している。すなわち、言
うまでもないことであるが、光学系としてはＣＣＤカメ
ラやＣＣＤ素子と別途専用のレンズ列を組み合わせたも
のなどで実現することができ、差分抽出のための演算手
段については、コンピュータを用いた画像処理技術によ
って実現することができる。
ついては、後述するより複雑な他の実施形態における図
面などにより容易に類推できるものと思われるため、光
学系の構成図や演算手段のハードウェア並びにソフトウ
ェア構成については図示を省略している。すなわち、言
うまでもないことであるが、光学系としてはＣＣＤカメ
ラやＣＣＤ素子と別途専用のレンズ列を組み合わせたも
のなどで実現することができ、差分抽出のための演算手
段については、コンピュータを用いた画像処理技術によ
って実現することができる。
【００５８】尤も、第１実施形態における検知手段の信
号処理の説明図については図２に模式的に示されてい
る。同図（ａ）〜（ｃ）は、光学系から侵入物体が存在
しない状態で得られる画像と存在する状態で得られる画
像との差分を取得するための処理を概念的に図示しする
ものである。同図（ａ）に示される画像は、検知対象と
なる三次元領域に侵入物体が存在しない状態で光学系か
ら得られる初期画像である。この初期画像中には、背景
物体５ａ，５ｂ，５ｃのみが含まれている。同図（ｂ）
に示される画像は、検知対象となる三次元領域に侵入物
体が存在する状態で得られる監視画像である。この監視
画像中には、背景物体５ａ，５ｂ，５ｃに加え、侵入物
体（人体）６が含まれている。同図（ｃ）に示される画
像は、同図（ａ）に示される初期画像と同図（ｂ）に示
される監視画像との差分をとって得られた差分抽出画像
である。この画像には、侵入物体（人体）６のみが含ま
れている。
号処理の説明図については図２に模式的に示されてい
る。同図（ａ）〜（ｃ）は、光学系から侵入物体が存在
しない状態で得られる画像と存在する状態で得られる画
像との差分を取得するための処理を概念的に図示しする
ものである。同図（ａ）に示される画像は、検知対象と
なる三次元領域に侵入物体が存在しない状態で光学系か
ら得られる初期画像である。この初期画像中には、背景
物体５ａ，５ｂ，５ｃのみが含まれている。同図（ｂ）
に示される画像は、検知対象となる三次元領域に侵入物
体が存在する状態で得られる監視画像である。この監視
画像中には、背景物体５ａ，５ｂ，５ｃに加え、侵入物
体（人体）６が含まれている。同図（ｃ）に示される画
像は、同図（ａ）に示される初期画像と同図（ｂ）に示
される監視画像との差分をとって得られた差分抽出画像
である。この画像には、侵入物体（人体）６のみが含ま
れている。
【００５９】このように、第１実施形態の検知手段１０
１にあっては、光学系から侵入物体が存在しない状態で
得られる画像と存在する状態で得られる画像との差分情
報を検知情報として出力する。
１にあっては、光学系から侵入物体が存在しない状態で
得られる画像と存在する状態で得られる画像との差分情
報を検知情報として出力する。
【００６０】監視情報生成手段１０３においては、こう
して得られる各差分抽出画像並びに相前後して得られる
差分抽出画像の変化分に基づいて、監視対象となる三次
元領域内における侵入物体６の位置や動きに関する監視
情報を生成する。より具体的には、差分抽出画像６の画
面上における位置や大きさなどに基づいて、監視対象領
域内における実際の位置を演算により求め、これを別途
設定された危険物体や危険領域と比較することにより、
必要な監視情報を生成する。こうして生成される監視情
報は、外部出力手段１０４を介して制御出力や表示出力
として出力対象４へと送り出される。これにより、出力
対象が設備であれば危険物体侵入検知と共に警報を発し
たり運転を停止したりする制御がなされる。他方、出力
対象が表示器であれば、物体侵入、物体接近、その他図
２（ｃ）に示される差分抽出画像それ自体などの任意の
表示が外部表示器を構成するＣＲＴやＬＣＤ画面に行わ
れることとなる。
して得られる各差分抽出画像並びに相前後して得られる
差分抽出画像の変化分に基づいて、監視対象となる三次
元領域内における侵入物体６の位置や動きに関する監視
情報を生成する。より具体的には、差分抽出画像６の画
面上における位置や大きさなどに基づいて、監視対象領
域内における実際の位置を演算により求め、これを別途
設定された危険物体や危険領域と比較することにより、
必要な監視情報を生成する。こうして生成される監視情
報は、外部出力手段１０４を介して制御出力や表示出力
として出力対象４へと送り出される。これにより、出力
対象が設備であれば危険物体侵入検知と共に警報を発し
たり運転を停止したりする制御がなされる。他方、出力
対象が表示器であれば、物体侵入、物体接近、その他図
２（ｃ）に示される差分抽出画像それ自体などの任意の
表示が外部表示器を構成するＣＲＴやＬＣＤ画面に行わ
れることとなる。
【００６１】以上の第１実施形態によれば、光学系が１
個のカメラ又は撮像素子で足りることに加えて、走査機
構等の機械的な稼働部も不要なため、低コストに製作す
ることができ、且つ長寿命が期待される。
個のカメラ又は撮像素子で足りることに加えて、走査機
構等の機械的な稼働部も不要なため、低コストに製作す
ることができ、且つ長寿命が期待される。
【００６２】次に、本発明監視装置の第２実施形態にお
いては、検知手段１０１が、複数個のカメラ又は撮像素
子を用いた光学系と、前記光学系を構成する各カメラ又
は各撮像素子のそれぞれから侵入物体が存在しない状態
で得られる画像と存在する状態で得られる画像との差分
を取得するための演算手段と、前記演算手段から各カメ
ラ又は各撮像素子毎に取得される差分情報に基づいて三
角測量の原理で侵入物体までの距離を計測する測距手段
とを含み、前記測距手段により計測される侵入物体まで
の距離情報を前記検知情報として出力するように構成さ
れる。
いては、検知手段１０１が、複数個のカメラ又は撮像素
子を用いた光学系と、前記光学系を構成する各カメラ又
は各撮像素子のそれぞれから侵入物体が存在しない状態
で得られる画像と存在する状態で得られる画像との差分
を取得するための演算手段と、前記演算手段から各カメ
ラ又は各撮像素子毎に取得される差分情報に基づいて三
角測量の原理で侵入物体までの距離を計測する測距手段
とを含み、前記測距手段により計測される侵入物体まで
の距離情報を前記検知情報として出力するように構成さ
れる。
【００６３】第２実施形態における検知手段の光学系の
一例を示す構成図が図３に示されている。同図に示され
るように、この光学系７は、左側に位置する第１の光学
系と右側に位置する第２の光学系からなる左右一対の光
学系を含んでいる。第１の光学系には第１レンズ７０１
ａと第１撮像素子（ＣＣＤイメージセンサなどで構成さ
れる）７０２ａとが含まれている。第２の光学系には、
第２レンズ７０１ｂと第２撮像素子（ＣＣＤイメージセ
ンサなどで構成される）７０２ｂとが含まれている。第
１の光学系の光軸と第２の光学系の光軸とは互いに平行
となされており、それらの光軸は距離Ｄだけ離隔されて
いる。
一例を示す構成図が図３に示されている。同図に示され
るように、この光学系７は、左側に位置する第１の光学
系と右側に位置する第２の光学系からなる左右一対の光
学系を含んでいる。第１の光学系には第１レンズ７０１
ａと第１撮像素子（ＣＣＤイメージセンサなどで構成さ
れる）７０２ａとが含まれている。第２の光学系には、
第２レンズ７０１ｂと第２撮像素子（ＣＣＤイメージセ
ンサなどで構成される）７０２ｂとが含まれている。第
１の光学系の光軸と第２の光学系の光軸とは互いに平行
となされており、それらの光軸は距離Ｄだけ離隔されて
いる。
【００６４】このような光学系を用いて侵入物体である
人体３を撮影すると、第１撮像素子７０２ａ及び第２撮
像素子７０２ｂの受光面上には、背景物体を含む人体３
の像が結像される。次いで、第１撮像素子７０２ａ及び
第２撮像素子７０２ｂで取得される画像に対して、図２
を参照して説明した差分抽出処理が施される。
人体３を撮影すると、第１撮像素子７０２ａ及び第２撮
像素子７０２ｂの受光面上には、背景物体を含む人体３
の像が結像される。次いで、第１撮像素子７０２ａ及び
第２撮像素子７０２ｂで取得される画像に対して、図２
を参照して説明した差分抽出処理が施される。
【００６５】符号７０３ａで示されるものは、差分抽出
処理後の第１撮像素子７０２ａの画像であり、７０３ｂ
が付されるものは、差分抽出処理後の第２撮像素子７０
２ｂの画像である。それらの図から明らかなように、差
分抽出処理後の画像においては、背景物体は取り除かれ
ており、人体３に相当する像７０４ａ，７０４ｂのみが
存在する。ここで、図から明らかなように、像７０４ａ
の位置をＰ１、像７０４ｂの位置をＰ２とおくと、点Ｐ
１は光軸よりも左側にずれており、点Ｐ２は光軸よりも
右側にずれている。換言すれば、両撮像素子７０２ａ，
７０２ｂには光軸の中心からの視差が存在する。ここ
で、それら視差の総和をｄ、第１レンズ及び第２レンズ
の焦点距離をＦ、それらレンズより人体３までの距離を
Ｚとおくと、三角測量の原理により、レンズと侵入物体
との距離Ｚの値は、次式により求めることができる。 Ｚ＝Ｆ・Ｄ／ｄ …（１）
処理後の第１撮像素子７０２ａの画像であり、７０３ｂ
が付されるものは、差分抽出処理後の第２撮像素子７０
２ｂの画像である。それらの図から明らかなように、差
分抽出処理後の画像においては、背景物体は取り除かれ
ており、人体３に相当する像７０４ａ，７０４ｂのみが
存在する。ここで、図から明らかなように、像７０４ａ
の位置をＰ１、像７０４ｂの位置をＰ２とおくと、点Ｐ
１は光軸よりも左側にずれており、点Ｐ２は光軸よりも
右側にずれている。換言すれば、両撮像素子７０２ａ，
７０２ｂには光軸の中心からの視差が存在する。ここ
で、それら視差の総和をｄ、第１レンズ及び第２レンズ
の焦点距離をＦ、それらレンズより人体３までの距離を
Ｚとおくと、三角測量の原理により、レンズと侵入物体
との距離Ｚの値は、次式により求めることができる。 Ｚ＝Ｆ・Ｄ／ｄ …（１）
【００６６】以上説明した第２実施形態によれば、第１
実施形態のものに比べて光学系の構成は若干複雑となる
ものの、なおも走査機構等の機械的な稼働部は不要であ
るから、比較的に低コストに製作することができ、加え
て、三角測量技術を利用しているため、侵入物体の位置
や動きを左右方向のみならず、前後方向についても正確
に監視することができる利点がある。
実施形態のものに比べて光学系の構成は若干複雑となる
ものの、なおも走査機構等の機械的な稼働部は不要であ
るから、比較的に低コストに製作することができ、加え
て、三角測量技術を利用しているため、侵入物体の位置
や動きを左右方向のみならず、前後方向についても正確
に監視することができる利点がある。
【００６７】次に、本発明監視装置の第３実施形態にあ
っては、検知手段が、レーザビーム光をパルス状に放射
する投光手段と、放射されたレーザビーム光が物体に反
射して戻ってきた反射光を受光する受光手段と、放射さ
れるレーザビーム光を面状に照射できるように走査する
走査手段とを含む同軸型光学系と、レーザビーム光の投
受光時間差に基づいて光レーダ法により反射物体までの
距離を単位走査角度毎に計測する測距手段とを含み、こ
の測距手段により計測される各走査角度毎の距離情報を
前記検知情報として出力するように仕組まれている。
っては、検知手段が、レーザビーム光をパルス状に放射
する投光手段と、放射されたレーザビーム光が物体に反
射して戻ってきた反射光を受光する受光手段と、放射さ
れるレーザビーム光を面状に照射できるように走査する
走査手段とを含む同軸型光学系と、レーザビーム光の投
受光時間差に基づいて光レーダ法により反射物体までの
距離を単位走査角度毎に計測する測距手段とを含み、こ
の測距手段により計測される各走査角度毎の距離情報を
前記検知情報として出力するように仕組まれている。
【００６８】検知手段（第３実施形態）における光学系
の一例を示す構成図が図４に示されている。同図に示さ
れるように、この光学系８は、レーザ光源８０１と、第
１レンズ８０２と、ビームスプリッタ８０３と、走査手
段である半導体共振ミラー８０４と、第２レンズ８０５
と、第３レンズ８０６と、受光素子８０７とを含んでい
る。
の一例を示す構成図が図４に示されている。同図に示さ
れるように、この光学系８は、レーザ光源８０１と、第
１レンズ８０２と、ビームスプリッタ８０３と、走査手
段である半導体共振ミラー８０４と、第２レンズ８０５
と、第３レンズ８０６と、受光素子８０７とを含んでい
る。
【００６９】レーザ光源８０１から出射されたパルス状
レーザ光は、第１レンズ８０２によって集光された後、
ビームスプリッタ８０３を透過して、半導体共振ミラー
８０４へと照射される。半導体共振ミラー８０４にて反
射されたレーザ光は、第２レンズ８０５によって集光さ
れてレーザビームに成形された後、監視対象となる三次
元領域２へと放射される。このとき、半導体共振ミラー
８０４は、適当な水平駆動信号と垂直駆動信号とが与え
られることによって、面状走査軌跡８０８に示されるよ
うに、短周期の往復水平走査と長周期の往復垂直走査と
を繰り返す。これにより、第２レンズ８０５から放射さ
れるパルス状レーザビームは、面状走査軌跡８０８に示
されるように、監視対象となる三次元領域内において面
状に走査される。なお、走査手段としては、半導体共振
ミラーに限らず、ポリゴンミラーや回転ミラーなどで代
替することもできる。
レーザ光は、第１レンズ８０２によって集光された後、
ビームスプリッタ８０３を透過して、半導体共振ミラー
８０４へと照射される。半導体共振ミラー８０４にて反
射されたレーザ光は、第２レンズ８０５によって集光さ
れてレーザビームに成形された後、監視対象となる三次
元領域２へと放射される。このとき、半導体共振ミラー
８０４は、適当な水平駆動信号と垂直駆動信号とが与え
られることによって、面状走査軌跡８０８に示されるよ
うに、短周期の往復水平走査と長周期の往復垂直走査と
を繰り返す。これにより、第２レンズ８０５から放射さ
れるパルス状レーザビームは、面状走査軌跡８０８に示
されるように、監視対象となる三次元領域内において面
状に走査される。なお、走査手段としては、半導体共振
ミラーに限らず、ポリゴンミラーや回転ミラーなどで代
替することもできる。
【００７０】一方、監視対象となる三次元領域２に存在
する物体で反射された反射光は、第２レンズ８０５及び
半導体共振ミラー８０４を経由して戻された後、ビーム
スプリッタ８０３において第３レンズ８０６へと分岐さ
れ、受光素子８０７へと照射される。レーザ光源８０１
の点灯周期は、面状走査軌跡８０７の水平走査周期に比
べ十分に短く設定されている。そのため、レーザ光源８
０１の点灯タイミングと、受光素子８０７の受光タイミ
ングとの時間差から、光レーダの原理で面状走査軌跡８
０７に沿う一連の監視点毎に、検出物体までの距離情報
を取得することができる。
する物体で反射された反射光は、第２レンズ８０５及び
半導体共振ミラー８０４を経由して戻された後、ビーム
スプリッタ８０３において第３レンズ８０６へと分岐さ
れ、受光素子８０７へと照射される。レーザ光源８０１
の点灯周期は、面状走査軌跡８０７の水平走査周期に比
べ十分に短く設定されている。そのため、レーザ光源８
０１の点灯タイミングと、受光素子８０７の受光タイミ
ングとの時間差から、光レーダの原理で面状走査軌跡８
０７に沿う一連の監視点毎に、検出物体までの距離情報
を取得することができる。
【００７１】距離情報取得のための光レーダの電気的ハ
ードウェア構成を概略的に示すブロック回路図が図５
に、また光レーダの各部の信号状態を示す波形図が図６
にそれぞれ示されている。
ードウェア構成を概略的に示すブロック回路図が図５
に、また光レーダの各部の信号状態を示す波形図が図６
にそれぞれ示されている。
【００７２】図５に示されるように、この光レーダ９
は、投光系回路９１０と、受光系回路９２０と、信号処
理系回路９３０と、走査回路９４０と、表示部９５０
と、出力部９６０と、制御部９７０とを含んでいる。
は、投光系回路９１０と、受光系回路９２０と、信号処
理系回路９３０と、走査回路９４０と、表示部９５０
と、出力部９６０と、制御部９７０とを含んでいる。
【００７３】投光系回路９１０は、レーザ光源の点灯タ
イミングを決定する一定周期の投光パルスを出力する。
レーザ光源９１０ｂは、パルス発生器９１０ａから出力
される投光パルスに同期して、レーザ光を出射する。こ
うして得られたレーザ光は、図示しない走査機構などを
介して監視対象となる三次元領域２へと放射される。こ
のとき、レーザ光源９１０ｂからは、レーザ光放射タイ
ミングに同期して、投光タイミング信号ｂが出力され
る。
イミングを決定する一定周期の投光パルスを出力する。
レーザ光源９１０ｂは、パルス発生器９１０ａから出力
される投光パルスに同期して、レーザ光を出射する。こ
うして得られたレーザ光は、図示しない走査機構などを
介して監視対象となる三次元領域２へと放射される。こ
のとき、レーザ光源９１０ｂからは、レーザ光放射タイ
ミングに同期して、投光タイミング信号ｂが出力され
る。
【００７４】受光系回路９２０は、監視対象となる三次
元領域２に存在する物体で反射された反射光を受光して
電気信号に変換する受光回路９２０ａと、受光回路９２
０ａから出力される受光パルスを増幅する増幅器９２０
ｂとを含んでいる。増幅器９２０ｂからは、受光タイミ
ング信号ｃが出力される。
元領域２に存在する物体で反射された反射光を受光して
電気信号に変換する受光回路９２０ａと、受光回路９２
０ａから出力される受光パルスを増幅する増幅器９２０
ｂとを含んでいる。増幅器９２０ｂからは、受光タイミ
ング信号ｃが出力される。
【００７５】信号処理系回路９３０は、時間計測の基準
となるクロック信号ａを出力するクロック発振器９３０
ａと、投光タイミング信号ｂの到来タイミングから、受
光タイミング信号ｃの到来に至る期間ゲートを開いて、
その間にクロック発振器９３０ａから到来するクロック
信号ａを通過させて、経過時間相当パルス列ｄを生成す
るゲート回路９３０ｂと、このゲート回路９３０ｂから
出力されるパルス列ｄを計数するパルスカウンタ９３０
ｃとを含んでいる。
となるクロック信号ａを出力するクロック発振器９３０
ａと、投光タイミング信号ｂの到来タイミングから、受
光タイミング信号ｃの到来に至る期間ゲートを開いて、
その間にクロック発振器９３０ａから到来するクロック
信号ａを通過させて、経過時間相当パルス列ｄを生成す
るゲート回路９３０ｂと、このゲート回路９３０ｂから
出力されるパルス列ｄを計数するパルスカウンタ９３０
ｃとを含んでいる。
【００７６】クロック信号ａ、投光タイミング信号ｂ、
受光タイミング信号ｃ、経過時間相当パルス列ｄの一例
が図６の波形図に示されている。それらの図から明らか
なように、クロック信号ａは、投光タイミング信号ｂの
立ち上がりから受光タイミング信号ｃの立ち上がりまで
の期間に限り、ゲート回路９３０ｂを通過して、経過時
間相当パルス列ｄが生成され、パルス列ｄを構成するパ
ルス数ｎがパルスカウンタ９３０ｃにカウントされる。
このパルスカウンタ９３０ｃのカウント出力データは、
後に図７を参照して説明するソフトウェアに従って、制
御部９７０にて処理される。
受光タイミング信号ｃ、経過時間相当パルス列ｄの一例
が図６の波形図に示されている。それらの図から明らか
なように、クロック信号ａは、投光タイミング信号ｂの
立ち上がりから受光タイミング信号ｃの立ち上がりまで
の期間に限り、ゲート回路９３０ｂを通過して、経過時
間相当パルス列ｄが生成され、パルス列ｄを構成するパ
ルス数ｎがパルスカウンタ９３０ｃにカウントされる。
このパルスカウンタ９３０ｃのカウント出力データは、
後に図７を参照して説明するソフトウェアに従って、制
御部９７０にて処理される。
【００７７】走査回路９４０は、図４に示される半導体
共振ミラー８０４を水平方向並びに垂直方向へと駆動す
るためのものであり、これらの駆動は制御部９７０から
の指令を受けて行われる。表示部９５０並びに出力部９
６０は、例えば制御部９７０における演算の結果得られ
た物体の位置情報を表示又は外部出力するためのもので
ある。
共振ミラー８０４を水平方向並びに垂直方向へと駆動す
るためのものであり、これらの駆動は制御部９７０から
の指令を受けて行われる。表示部９５０並びに出力部９
６０は、例えば制御部９７０における演算の結果得られ
た物体の位置情報を表示又は外部出力するためのもので
ある。
【００７８】第３実施形態における検知手段のソフトウ
ェア構成を示すフローチャートが図７に示されている。
このフローチャートで示される処理は、制御部９７０を
構成するマイクロプロセッサにより実行される。
ェア構成を示すフローチャートが図７に示されている。
このフローチャートで示される処理は、制御部９７０を
構成するマイクロプロセッサにより実行される。
【００７９】図７において処理が開始されると、まず、
走査手段の角度の初期化（ｘ＝０，ｙ＝０）が実行され
る（ステップ７０１）。ここで、ｘはｘ軸（水平軸）方
向の走査位置、ｙはｙ軸（垂直軸）方向の走査位置に対
応する。図５に示された走査回路９４０は、ｘ，ｙの値
に応じて駆動され、その結果半導体共振ミラー８０４か
ら発せられレンズ８０５を経由して放射されるレーザビ
ームの放射位置が決定される。
走査手段の角度の初期化（ｘ＝０，ｙ＝０）が実行され
る（ステップ７０１）。ここで、ｘはｘ軸（水平軸）方
向の走査位置、ｙはｙ軸（垂直軸）方向の走査位置に対
応する。図５に示された走査回路９４０は、ｘ，ｙの値
に応じて駆動され、その結果半導体共振ミラー８０４か
ら発せられレンズ８０５を経由して放射されるレーザビ
ームの放射位置が決定される。
【００８０】以後、ｙの値を０に固定したまま、ｘの値
を＋１増加させては（ステップ７０５）、投光処理（ス
テップ７０２）及び受光処理（ステップ７０３）を実行
する処理が、ｘの値がｍに達するまで（ステップ７０４
ＮＯ）、繰り返される。ここで、投光処理（ステップ７
０２）においては、図５のブロック回路図において、制
御部９７０から投光系回路９１０に指令を与えることに
よって、レーザ光源９１０ｂからパルス状レーザ光を出
射させる。一方、受光処理（ステップ７０３）において
は、パルスカウンタ９３０ｃの出力を取り込むと共に、
これを距離に換算して、バッファメモリに格納する処理
が実行される。
を＋１増加させては（ステップ７０５）、投光処理（ス
テップ７０２）及び受光処理（ステップ７０３）を実行
する処理が、ｘの値がｍに達するまで（ステップ７０４
ＮＯ）、繰り返される。ここで、投光処理（ステップ７
０２）においては、図５のブロック回路図において、制
御部９７０から投光系回路９１０に指令を与えることに
よって、レーザ光源９１０ｂからパルス状レーザ光を出
射させる。一方、受光処理（ステップ７０３）において
は、パルスカウンタ９３０ｃの出力を取り込むと共に、
これを距離に換算して、バッファメモリに格納する処理
が実行される。
【００８１】以上一連の投受光処理（ステップ７０２，
７０３，７０４，７０５）は、ｘの値がｍに達する毎に
（ステップ７０４ＹＥＳ）、ｘの値を０に、ｙの値を＋
１増加させ（ステップ７０７）、繰り返される。こうし
て、ｙの値がｎに達すると（ステップ７０６ＹＥＳ）、
監視対象となる一面分の投受光処理が完了する。
７０３，７０４，７０５）は、ｘの値がｍに達する毎に
（ステップ７０４ＹＥＳ）、ｘの値を０に、ｙの値を＋
１増加させ（ステップ７０７）、繰り返される。こうし
て、ｙの値がｎに達すると（ステップ７０６ＹＥＳ）、
監視対象となる一面分の投受光処理が完了する。
【００８２】続いて、バッファメモリ上に格納された一
面分の距離データは、走査完了面上の距離データとして
最新データ保存用のメモリに格納される（ステップ７０
８）。
面分の距離データは、走査完了面上の距離データとして
最新データ保存用のメモリに格納される（ステップ７０
８）。
【００８３】続いて、この最新データとして格納された
一連の距離データは、予め取得された初期データと比較
されて、差分抽出処理が実行される（ステップ７０
９）。
一連の距離データは、予め取得された初期データと比較
されて、差分抽出処理が実行される（ステップ７０
９）。
【００８４】最後に、差分抽出処理で得られた差分抽出
後のデータに基づき、監視対象となる三次元領域におけ
る物体の位置情報の算出が行われる（ステップ７１
０）。こうして得られた物体の位置情報（検知情報）
は、出力部９６０を介して、外部へと出力され、また表
示部９５０に表示される。
後のデータに基づき、監視対象となる三次元領域におけ
る物体の位置情報の算出が行われる（ステップ７１
０）。こうして得られた物体の位置情報（検知情報）
は、出力部９６０を介して、外部へと出力され、また表
示部９５０に表示される。
【００８５】以上の第３実施形態によれば、放射される
レーザビーム光を面状に照射しつつ、光レーダ法により
反射物体までの距離を単位走査角度毎に計測することか
ら、監視対象領域内の物体を正確且つ立体的に認識する
ことができ、こうして得られる検知情報に基づいて、様
々な態様による侵入物体監視を高精度に実現することが
できる。このとき、レーザビーム光を面状に照射できる
ように走査する走査手段が半導体共振ミラーを含んでい
るものであれば、機械的な稼働部がほとんど存在しない
ことから検知手段の長寿命化を達成することができる。
レーザビーム光を面状に照射しつつ、光レーダ法により
反射物体までの距離を単位走査角度毎に計測することか
ら、監視対象領域内の物体を正確且つ立体的に認識する
ことができ、こうして得られる検知情報に基づいて、様
々な態様による侵入物体監視を高精度に実現することが
できる。このとき、レーザビーム光を面状に照射できる
ように走査する走査手段が半導体共振ミラーを含んでい
るものであれば、機械的な稼働部がほとんど存在しない
ことから検知手段の長寿命化を達成することができる。
【００８６】次に、本発明監視装置の第４実施形態にあ
っては、検知手段１０１が、レーザスリット光を放射す
る投光手段と、放射されたレーザスリット光の投影線を
監視するカメラ又は撮像素子と、放射されるレーザスリ
ット光を面状に照射できるように走査する走査手段とを
含む光学系と、この光学系を構成するカメラ又は撮像素
子から侵入物体が存在しない状態で得られる投影線画像
と存在する状態で得られる投影線画像との差分を単位走
査角度毎に取得するための演算手段とを含み、この演算
手段により取得される各走査角度毎の前記投影線画像の
差分情報を前記検知情報として出力するように仕組まれ
ている。
っては、検知手段１０１が、レーザスリット光を放射す
る投光手段と、放射されたレーザスリット光の投影線を
監視するカメラ又は撮像素子と、放射されるレーザスリ
ット光を面状に照射できるように走査する走査手段とを
含む光学系と、この光学系を構成するカメラ又は撮像素
子から侵入物体が存在しない状態で得られる投影線画像
と存在する状態で得られる投影線画像との差分を単位走
査角度毎に取得するための演算手段とを含み、この演算
手段により取得される各走査角度毎の前記投影線画像の
差分情報を前記検知情報として出力するように仕組まれ
ている。
【００８７】第４実施形態における検知手段の光学系の
一例を示す構成図が図８に示されている。同図に示され
るように、この光学系１０は、レーザ光源１００１と、
第１レンズ１００２と、スリット板１００３と、半導体
共振ミラー１００４と、第２レンズ１００５と、第３レ
ンズ１００６と、撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ等）
１００７とを含んでいる。
一例を示す構成図が図８に示されている。同図に示され
るように、この光学系１０は、レーザ光源１００１と、
第１レンズ１００２と、スリット板１００３と、半導体
共振ミラー１００４と、第２レンズ１００５と、第３レ
ンズ１００６と、撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ等）
１００７とを含んでいる。
【００８８】なお、図において１００８は撮像素子１０
０７から得られる毎投光毎の画像を合成してなる合成ス
リット画像、１００９はレーザスリット光の走査方向を
示す矢印、１０１０は物体上に投影されたスリット光の
投影線、１０１１は検出物体、１０１２はレーザスリッ
ト光である。
０７から得られる毎投光毎の画像を合成してなる合成ス
リット画像、１００９はレーザスリット光の走査方向を
示す矢印、１０１０は物体上に投影されたスリット光の
投影線、１０１１は検出物体、１０１２はレーザスリッ
ト光である。
【００８９】同図において、レーザ光源１００１から出
射されたレーザ光は、第１レンズ１００２で集光された
後、スリット板１００３上のスリットを透過して、半導
体共振ミラー１００４へと照射される。半導体共振ミラ
ー１００４で反射されたレーザ光は、第２レンズ１００
５で集光された後、レーザスリット光１０１２として監
視対象となる三次元領域２へと放射される。
射されたレーザ光は、第１レンズ１００２で集光された
後、スリット板１００３上のスリットを透過して、半導
体共振ミラー１００４へと照射される。半導体共振ミラ
ー１００４で反射されたレーザ光は、第２レンズ１００
５で集光された後、レーザスリット光１０１２として監
視対象となる三次元領域２へと放射される。
【００９０】このとき、レーザスリット光１０１２のな
す面は、この例では垂直とされている。また、半導体共
振ミラー１００４は、符号１００９で示される矢印のよ
うに、水平面内において左右に首振り動作を行う。その
ため、この半導体共振ミラー１００４の首振り動作によ
って、監視対象となる三次元領域は、レーザスリット光
１０１２によって面状に走査される。このとき、監視対
象領域上に検知物体１０１１が存在すると、検知物体１
０１１の表面には、レーザスリット光による投影線１０
１０が描かれる。
す面は、この例では垂直とされている。また、半導体共
振ミラー１００４は、符号１００９で示される矢印のよ
うに、水平面内において左右に首振り動作を行う。その
ため、この半導体共振ミラー１００４の首振り動作によ
って、監視対象となる三次元領域は、レーザスリット光
１０１２によって面状に走査される。このとき、監視対
象領域上に検知物体１０１１が存在すると、検知物体１
０１１の表面には、レーザスリット光による投影線１０
１０が描かれる。
【００９１】一方、検知物体１０１１上のレーザスリッ
ト光の投影線１０１０は、第３レンズ１００６を介して
撮像素子１００７によって撮影される。撮像素子１００
７から得られる画像は、その後１走査周期毎に合成され
て、合成スリット画像１００８が得られる。この合成ス
リット画像１００８に基づいて、差分抽出処理などを経
て、物体の位置情報の算出が行われる。
ト光の投影線１０１０は、第３レンズ１００６を介して
撮像素子１００７によって撮影される。撮像素子１００
７から得られる画像は、その後１走査周期毎に合成され
て、合成スリット画像１００８が得られる。この合成ス
リット画像１００８に基づいて、差分抽出処理などを経
て、物体の位置情報の算出が行われる。
【００９２】第４実施形態における検知手段の信号処理
（計測用）の説明図が図９に、またソフトウェア構成を
示すフローチャートが図１０にそれぞれ示されている。
（計測用）の説明図が図９に、またソフトウェア構成を
示すフローチャートが図１０にそれぞれ示されている。
【００９３】図１０において処理が開始されると、まず
走査手段の角度の初期化処理（θ′＝０）が実行される
（ステップ１００１）。この初期化処理（ステップ１０
０１）では、走査角度θ′の値を０とすることによっ
て、レーザスリット光１０１２の走査位置を、符号１０
０９で示される走査範囲の例えば端部に設定する。
走査手段の角度の初期化処理（θ′＝０）が実行される
（ステップ１００１）。この初期化処理（ステップ１０
０１）では、走査角度θ′の値を０とすることによっ
て、レーザスリット光１０１２の走査位置を、符号１０
０９で示される走査範囲の例えば端部に設定する。
【００９４】その後、走査角度θ′の値を＋１増加させ
ては（ステップ１００５）、投光処理（ステップ１００
２）と映像取込処理（ステップ１００３）とを繰り返す
処理が、走査角度θ′の値がｍに達するまで（ステップ
１００４ＮＯ）、繰り返し実行される。
ては（ステップ１００５）、投光処理（ステップ１００
２）と映像取込処理（ステップ１００３）とを繰り返す
処理が、走査角度θ′の値がｍに達するまで（ステップ
１００４ＮＯ）、繰り返し実行される。
【００９５】このとき、投光処理（ステップ１００２）
では、レーザ光源１００１はパルス駆動され、そのとき
の走査角度θ′で定まる方向へ向けて、パルス状レーザ
スリット光が放射される。一方、映像取込処理（ステッ
プ１００３）では、検出物体１０１１上に投影された投
影線１０１０の画像が、撮像素子１００７を介して取得
される。
では、レーザ光源１００１はパルス駆動され、そのとき
の走査角度θ′で定まる方向へ向けて、パルス状レーザ
スリット光が放射される。一方、映像取込処理（ステッ
プ１００３）では、検出物体１０１１上に投影された投
影線１０１０の画像が、撮像素子１００７を介して取得
される。
【００９６】上述の投光処理（ステップ１００２）及び
映像取込処理（ステップ１００３）は、走査角度θ′の
値がｍに達すると（ステップ１００４ＹＥＳ）、停止さ
れ、図示しないマイクロコンピュータのメモリ上には、
各走査角度毎の投影線１０１０に対応する画像データ１
００８′が残される。
映像取込処理（ステップ１００３）は、走査角度θ′の
値がｍに達すると（ステップ１００４ＹＥＳ）、停止さ
れ、図示しないマイクロコンピュータのメモリ上には、
各走査角度毎の投影線１０１０に対応する画像データ１
００８′が残される。
【００９７】続いて、こうして得られた角度毎の画像情
報（投影線画像１００８′）は１走査周期分にわたり合
成され、図８に示される合成スリット画像１００８が得
られる（ステップ１００６）。
報（投影線画像１００８′）は１走査周期分にわたり合
成され、図８に示される合成スリット画像１００８が得
られる（ステップ１００６）。
【００９８】続いて、合成スリット画像１００８と予め
取得された初期データとの差分抽出処理が実行されて
（ステップ１００７）、監視対象となる三次元領域に侵
入物体の有無が検知される（ステップ１００７）。
取得された初期データとの差分抽出処理が実行されて
（ステップ１００７）、監視対象となる三次元領域に侵
入物体の有無が検知される（ステップ１００７）。
【００９９】その後、こうして得られた合成スリット画
像１００８に基づいて、物体の位置情報の算出が行われ
る（ステップ１００８）。
像１００８に基づいて、物体の位置情報の算出が行われ
る（ステップ１００８）。
【０１００】物体の位置情報を算出するための距離算出
処理の説明図が図９に示されている。なお、同図におい
て、図８と同一構成部分については同符号を付して説明
は省略する。
処理の説明図が図９に示されている。なお、同図におい
て、図８と同一構成部分については同符号を付して説明
は省略する。
【０１０１】同図に示されるように、この光学系にあっ
ては、第２レンズ１００５の光軸と第３レンズ１００６
の光軸とは平行になされ、それら光軸間の距離はＤとさ
れている。また第２レンズの光軸とスリット光１０１２
の光軸とのなす角度はθ、第３レンズ１００６の焦点距
離はＦ、検知物体１０１１上に形成されるスリット光の
投影線１０１０の最接近点はａ、最離隔点はｂ、第３レ
ンズ１００６と前記最接近点ａとの距離はＺとされてい
る。さらに、撮像素子１００７の受光面上において、投
影線１０１０の映像はａ′点とｂ′点との間に結像さ
れ、最接近点ａに対応する撮像素子上の結像点ａ′と光
軸との距離はｄとされている。
ては、第２レンズ１００５の光軸と第３レンズ１００６
の光軸とは平行になされ、それら光軸間の距離はＤとさ
れている。また第２レンズの光軸とスリット光１０１２
の光軸とのなす角度はθ、第３レンズ１００６の焦点距
離はＦ、検知物体１０１１上に形成されるスリット光の
投影線１０１０の最接近点はａ、最離隔点はｂ、第３レ
ンズ１００６と前記最接近点ａとの距離はＺとされてい
る。さらに、撮像素子１００７の受光面上において、投
影線１０１０の映像はａ′点とｂ′点との間に結像さ
れ、最接近点ａに対応する撮像素子上の結像点ａ′と光
軸との距離はｄとされている。
【０１０２】このような前提のもとに、三角測量の原理
で、第３レンズ１００６と最接近点ａとの距離Ｚを求め
ると、距離Ｚの値は次式で表わされる。 Ｚ＝（Ｆ・Ｄ−Ｆ2・tanθ）／（ｄ＋Ｆ・tanθ） …（２）
で、第３レンズ１００６と最接近点ａとの距離Ｚを求め
ると、距離Ｚの値は次式で表わされる。 Ｚ＝（Ｆ・Ｄ−Ｆ2・tanθ）／（ｄ＋Ｆ・tanθ） …（２）
【０１０３】以上の第４実施形態によれば、レーザスリ
ット光を面状に照射しつつ、その投影線の変形に基づい
て侵入物体の監視を行うため、カメラ又は撮像素子のみ
を使用しつつも、監視対象物の特徴をスリット光投影線
の変形に顕在化させることで、画像処理の負担を軽減さ
せ、高精度の侵入物体監視を実現することができる。加
えて、走査手段の走査軌跡が単純な往復直線運動で足り
るため、走査機構の制御もその分だけ容易となる利点が
ある。
ット光を面状に照射しつつ、その投影線の変形に基づい
て侵入物体の監視を行うため、カメラ又は撮像素子のみ
を使用しつつも、監視対象物の特徴をスリット光投影線
の変形に顕在化させることで、画像処理の負担を軽減さ
せ、高精度の侵入物体監視を実現することができる。加
えて、走査手段の走査軌跡が単純な往復直線運動で足り
るため、走査機構の制御もその分だけ容易となる利点が
ある。
【０１０４】次に、本発明監視装置の第５実施形態にあ
っては、検知手段１０１が、レーザスリット光を放射す
る投光手段と、放射されたレーザスリット光の投影線を
監視するカメラ又は撮像素子と、放射されるスリット状
レーザ光を面状に照射できるように走査する走査手段と
を含む光学系と、前記光学系を構成するカメラ又は撮像
素子から取り込んだスリット光の投影線画像の中の最接
近点を単位走査角度毎に算出する演算手段とを含み、前
記演算手段から各走査角度毎に得られる最接近点情報を
前記検知情報として出力するように仕組まれている。
っては、検知手段１０１が、レーザスリット光を放射す
る投光手段と、放射されたレーザスリット光の投影線を
監視するカメラ又は撮像素子と、放射されるスリット状
レーザ光を面状に照射できるように走査する走査手段と
を含む光学系と、前記光学系を構成するカメラ又は撮像
素子から取り込んだスリット光の投影線画像の中の最接
近点を単位走査角度毎に算出する演算手段とを含み、前
記演算手段から各走査角度毎に得られる最接近点情報を
前記検知情報として出力するように仕組まれている。
【０１０５】第５実施形態における検知手段の光学系の
一例を示す構成図が図１１に示されている。同図に示さ
れるように、この光学系１２は、レーザ光源１２０１
と、第１レンズ１２０２と、ビームスプリッタ１２０３
と、スリット板１２０４と、半導体共振ミラー１２０５
と、第２レンズ１２０６と、第３レンズ１２１１と、撮
像素子１２１２とを含んでいる。なお、図において、１
２０７はレーザスリット光、１２０８は検知物体、１２
０９は走査方向を示す矢印、１２１０は検知物体１２０
８上に形成されたスリット光の投影線である。
一例を示す構成図が図１１に示されている。同図に示さ
れるように、この光学系１２は、レーザ光源１２０１
と、第１レンズ１２０２と、ビームスプリッタ１２０３
と、スリット板１２０４と、半導体共振ミラー１２０５
と、第２レンズ１２０６と、第３レンズ１２１１と、撮
像素子１２１２とを含んでいる。なお、図において、１
２０７はレーザスリット光、１２０８は検知物体、１２
０９は走査方向を示す矢印、１２１０は検知物体１２０
８上に形成されたスリット光の投影線である。
【０１０６】レーザ光源１２０１から出射されたレーザ
光は、第１レンズ１２０２にて集光された後、ビームス
プリッタ１２０３を透過して直進し、その後スリット板
１２０４を介してスリット光に変換された後、半導体共
振ミラー１２０５へと照射される。半導体共振ミラー１
２０５で反射したスリット光は、第２レンズ１２０６に
て整形された後、レーザスリット光１２０７として監視
対象となる三次元領域へと放射される。この時、先の場
合と同様に、半導体共振ミラー１２０５は、水平面内に
おいて左右方向へと首振り動作を行う。この時、スリッ
ト光１２０７のなす面は、垂直とされている。そのた
め、半導体共振ミラー１２０５の左右方向への首振り動
作に連動して、レーザスリット光１２０７も符号１２０
９で示されるように左右方向へと首振り走査され、これ
により監視対象領域に対する面状走査が実現される。
光は、第１レンズ１２０２にて集光された後、ビームス
プリッタ１２０３を透過して直進し、その後スリット板
１２０４を介してスリット光に変換された後、半導体共
振ミラー１２０５へと照射される。半導体共振ミラー１
２０５で反射したスリット光は、第２レンズ１２０６に
て整形された後、レーザスリット光１２０７として監視
対象となる三次元領域へと放射される。この時、先の場
合と同様に、半導体共振ミラー１２０５は、水平面内に
おいて左右方向へと首振り動作を行う。この時、スリッ
ト光１２０７のなす面は、垂直とされている。そのた
め、半導体共振ミラー１２０５の左右方向への首振り動
作に連動して、レーザスリット光１２０７も符号１２０
９で示されるように左右方向へと首振り走査され、これ
により監視対象領域に対する面状走査が実現される。
【０１０７】一方、検知物体１２０８の表面で反射され
たレーザ光は、第２レンズ１２０６及び半導体共振ミラ
ー１２０５を順に経由してスリット板１２０４まで戻さ
れ、さらにスリット板１２０４のスリットを通過してビ
ームスプリッタ１２０３まで戻され、ここで分岐され
て、第３レンズ１２１１を通過後、撮像素子（ＣＣＤイ
メージセンサなど）１２１２の受光面に照射される。撮
像素子１２１２から得られる画像データは、図示しない
マイクロコンピュータに取り込まれて、所定の画像処理
が行われ、その結果物体の位置情報の算出が行われる。
たレーザ光は、第２レンズ１２０６及び半導体共振ミラ
ー１２０５を順に経由してスリット板１２０４まで戻さ
れ、さらにスリット板１２０４のスリットを通過してビ
ームスプリッタ１２０３まで戻され、ここで分岐され
て、第３レンズ１２１１を通過後、撮像素子（ＣＣＤイ
メージセンサなど）１２１２の受光面に照射される。撮
像素子１２１２から得られる画像データは、図示しない
マイクロコンピュータに取り込まれて、所定の画像処理
が行われ、その結果物体の位置情報の算出が行われる。
【０１０８】第５実施形態における検知手段のソフトウ
ェア構成を示すフローチャート（その１）が図１２に示
されている。なお、このフローチャートに示される処理
は、先に述べたマイクロコンピュータを構成するマイク
ロプロセッサにより実行される。
ェア構成を示すフローチャート（その１）が図１２に示
されている。なお、このフローチャートに示される処理
は、先に述べたマイクロコンピュータを構成するマイク
ロプロセッサにより実行される。
【０１０９】図１２において処理が開始されると、まず
走査手段の角度の初期化（θ′＝０）が実行される（ス
テップ１２０１）。先に述べたように、この初期化処理
（ステップ１２０１）においては、走査角度を決定する
θ′の値を０と置くことによって、図１１に符号１２０
９で示される走査範囲の基準位置に、スリット光１２０
７の放射方向を設定する。
走査手段の角度の初期化（θ′＝０）が実行される（ス
テップ１２０１）。先に述べたように、この初期化処理
（ステップ１２０１）においては、走査角度を決定する
θ′の値を０と置くことによって、図１１に符号１２０
９で示される走査範囲の基準位置に、スリット光１２０
７の放射方向を設定する。
【０１１０】続いて、走査角度θ′の値を＋１増加させ
ては、投光処理（ステップ１２０２）、映像取込処理
（ステップ１２０３）、最接近点抽出処理（ステップ１
２０４）、及び距離算出処理（ステップ１２０５）から
なる一連の処理を実行する処理が、走査角度θ′の値が
ｍに達するまで（ステップ１２０６ＮＯ）、繰り返され
る。
ては、投光処理（ステップ１２０２）、映像取込処理
（ステップ１２０３）、最接近点抽出処理（ステップ１
２０４）、及び距離算出処理（ステップ１２０５）から
なる一連の処理を実行する処理が、走査角度θ′の値が
ｍに達するまで（ステップ１２０６ＮＯ）、繰り返され
る。
【０１１１】この時、投光処理（ステップ１２０２）で
は、先に図５を参照して説明した回路構成と同様にし
て、レーザ光源１２０２をパルス駆動することによっ
て、監視対象となる三次元領域に向けてレーザスリット
光のパルス状放射が行われる。また、映像情報取込処理
（ステップ１２０３）では、撮像素子１２１２から当該
走査角度における撮影された画像データの取り込みが行
われる。また、最接近点抽出処理（ステップ１２０４）
では、先に図９を参照して説明したように、スリット映
像中の最接近点ａ′の抽出が行われる。また、距離算出
処理（ステップ１２０５）では、同様に図９を参照して
説明したように、所定の演算式を用いることにより、最
接近点ａまでの距離Ｚが求められ、このＺの値はメモリ
上のバッファエリアに格納される。
は、先に図５を参照して説明した回路構成と同様にし
て、レーザ光源１２０２をパルス駆動することによっ
て、監視対象となる三次元領域に向けてレーザスリット
光のパルス状放射が行われる。また、映像情報取込処理
（ステップ１２０３）では、撮像素子１２１２から当該
走査角度における撮影された画像データの取り込みが行
われる。また、最接近点抽出処理（ステップ１２０４）
では、先に図９を参照して説明したように、スリット映
像中の最接近点ａ′の抽出が行われる。また、距離算出
処理（ステップ１２０５）では、同様に図９を参照して
説明したように、所定の演算式を用いることにより、最
接近点ａまでの距離Ｚが求められ、このＺの値はメモリ
上のバッファエリアに格納される。
【０１１２】このようにして、１走査周期分の一連のデ
ータの格納が完了すると（ステップ１２０６ＹＥＳ）、
続いて差分抽出処理が実行されて、角度毎の最接近点の
初期データとの差分の抽出が行われる（ステップ１２０
８）。
ータの格納が完了すると（ステップ１２０６ＹＥＳ）、
続いて差分抽出処理が実行されて、角度毎の最接近点の
初期データとの差分の抽出が行われる（ステップ１２０
８）。
【０１１３】その後、こうして得られた差分データに基
づき、物体の位置情報の算出が行われる（ステップ１２
０９）。すなわち、監視対象となる三次元領域内に侵入
物体が存在する場合、その侵入物体と監視装置との最接
近点の距離情報などが求められるわけである。
づき、物体の位置情報の算出が行われる（ステップ１２
０９）。すなわち、監視対象となる三次元領域内に侵入
物体が存在する場合、その侵入物体と監視装置との最接
近点の距離情報などが求められるわけである。
【０１１４】こうして得られた最接近点の距離情報は、
様々な物体監視アルゴリズムに供される他、アナログデ
ータとして外部へ出力することもできる。
様々な物体監視アルゴリズムに供される他、アナログデ
ータとして外部へ出力することもできる。
【０１１５】第５実施形態における検知手段の信号処理
を示すフローチャートが図１３に示されている。このフ
ローチャートに示される処理は、図１２のフローチャー
トで示される処理を経て得られた距離情報を、対応する
アナログ電圧として外部へと出力するためのものであ
る。
を示すフローチャートが図１３に示されている。このフ
ローチャートに示される処理は、図１２のフローチャー
トで示される処理を経て得られた距離情報を、対応する
アナログ電圧として外部へと出力するためのものであ
る。
【０１１６】この信号処理は、出力電圧の正規化を行う
ためのスケーリング処理（ステップ１３０１〜１３０
４）と、検出距離を適正な出力電圧に変換するための変
換処理（ステップ１３１１〜１３１４）とから構成され
る。スケーリング処理が開始されると、まず最接近点の
設定処理が実行され（ステップ１３０１）、続いてその
最接近点に対応する電圧レベルへの変換処理が実行され
る（ステップ１３０２）。続いて、最離隔点の設定処理
が実行され（ステップ１４０３）、続いて最離隔点の電
圧レベルへの変換処理（ステップ１４０４）が実行され
る。これにより、最接近点から最離隔点へ至る距離が、
一定の電圧範囲におさまるようにスケーリングが完了す
る。
ためのスケーリング処理（ステップ１３０１〜１３０
４）と、検出距離を適正な出力電圧に変換するための変
換処理（ステップ１３１１〜１３１４）とから構成され
る。スケーリング処理が開始されると、まず最接近点の
設定処理が実行され（ステップ１３０１）、続いてその
最接近点に対応する電圧レベルへの変換処理が実行され
る（ステップ１３０２）。続いて、最離隔点の設定処理
が実行され（ステップ１４０３）、続いて最離隔点の電
圧レベルへの変換処理（ステップ１４０４）が実行され
る。これにより、最接近点から最離隔点へ至る距離が、
一定の電圧範囲におさまるようにスケーリングが完了す
る。
【０１１７】一方、電圧変換処理の側では、まず検出手
段からの監視データの取込みが行われ（ステップ１３１
１）、それに基づいて、図９で説明した最接近距離の算
出処理が実行され（ステップ１３１２）、続いて、スケ
ーリング設定から電圧レベルへの算出が実行され（ステ
ップ１３１３）、最後に変換後の電圧が出力される（ス
テップ１３１４）。このように、検知手段を介して侵入
物体までの距離が検知された場合、この実施形態にあっ
ては、その距離に応じたアナログ電圧が出力される。
段からの監視データの取込みが行われ（ステップ１３１
１）、それに基づいて、図９で説明した最接近距離の算
出処理が実行され（ステップ１３１２）、続いて、スケ
ーリング設定から電圧レベルへの算出が実行され（ステ
ップ１３１３）、最後に変換後の電圧が出力される（ス
テップ１３１４）。このように、検知手段を介して侵入
物体までの距離が検知された場合、この実施形態にあっ
ては、その距離に応じたアナログ電圧が出力される。
【０１１８】次に、第５実施形態の変形例における検知
手段の信号処理を示す波形図が図１４に、また第５実施
形態の変形例における検知手段のソフトウェア構成を示
すフローチャート（その２）が図１５に示されている。
これらの図において説明される変形例は、図１５におい
て説明した光レーダの回路構成を前提としている。そし
て、第５実施形態の基本例との相違は、撮像素子から得
られた画像データに基づいて投影線上の最接近点を演算
により求めるのではなくて、レーザレーダによって投影
線上の最接近点までの距離を直接に求め、これに基づい
て物体の位置情報を算出するようにしたことにある。
手段の信号処理を示す波形図が図１４に、また第５実施
形態の変形例における検知手段のソフトウェア構成を示
すフローチャート（その２）が図１５に示されている。
これらの図において説明される変形例は、図１５におい
て説明した光レーダの回路構成を前提としている。そし
て、第５実施形態の基本例との相違は、撮像素子から得
られた画像データに基づいて投影線上の最接近点を演算
により求めるのではなくて、レーザレーダによって投影
線上の最接近点までの距離を直接に求め、これに基づい
て物体の位置情報を算出するようにしたことにある。
【０１１９】本発明に係る監視装置の第５実施形態の変
形例にあっては、検知手段１０１が、レーザスリット光
をパルス状に放射する投光手段と、放射されたレーザス
リット光が物体に反射して戻ってきた反射光を受光する
受光手段と、放射されるレーザスリット光を面状に照射
できるように走査する走査手段とを含む同軸型光学系
と、レーザスリット光の投受光時間差に基づいて光レー
ダ法によりレーザスリット光投影線までの各点までの距
離の中で最接近距離を単位走査角度毎に取得する測距手
段とを含み、前記測距手段により各走査角度毎に取得さ
れる最接近距離情報を前記検知情報として出力するよう
に仕組まれている。
形例にあっては、検知手段１０１が、レーザスリット光
をパルス状に放射する投光手段と、放射されたレーザス
リット光が物体に反射して戻ってきた反射光を受光する
受光手段と、放射されるレーザスリット光を面状に照射
できるように走査する走査手段とを含む同軸型光学系
と、レーザスリット光の投受光時間差に基づいて光レー
ダ法によりレーザスリット光投影線までの各点までの距
離の中で最接近距離を単位走査角度毎に取得する測距手
段とを含み、前記測距手段により各走査角度毎に取得さ
れる最接近距離情報を前記検知情報として出力するよう
に仕組まれている。
【０１２０】図５と図１４とを参照して明らかなよう
に、図１１に示されるようにレーザスリット光１２０７
を検知物体１２０８に対してパルス状に放射した場合、
投影点１２１０上の各点からの反射光が生ずるが、それ
らの反射光は近い物体から順に戻ってくる。このことが
図１４の波形図に示されている。
に、図１１に示されるようにレーザスリット光１２０７
を検知物体１２０８に対してパルス状に放射した場合、
投影点１２１０上の各点からの反射光が生ずるが、それ
らの反射光は近い物体から順に戻ってくる。このことが
図１４の波形図に示されている。
【０１２１】図から明らかなように、投光タイミング信
号ｂに続く待ち時間の中で、最初に到来する受光タイミ
ング信号ｃのパルスは、最も近い物体からの反射波に対
応している。そのため、受光タイミング信号ｃ上におい
て最初に到来するパルスまでの時間を、クロック信号ａ
を基準にカウントすれば、レーザスリット光の照射角度
毎にそのレーザスリット光による照射点上の各点の中
で、最接近点までの距離に相当するカウントデータを得
ることができるのである。
号ｂに続く待ち時間の中で、最初に到来する受光タイミ
ング信号ｃのパルスは、最も近い物体からの反射波に対
応している。そのため、受光タイミング信号ｃ上におい
て最初に到来するパルスまでの時間を、クロック信号ａ
を基準にカウントすれば、レーザスリット光の照射角度
毎にそのレーザスリット光による照射点上の各点の中
で、最接近点までの距離に相当するカウントデータを得
ることができるのである。
【０１２２】これを前提として、制御部９７０を構成す
るマイクロコンピュータにおいて、図１５に示される処
理を実行すれば、複雑な画像処理を用いることなく、各
走査角度毎に最接近点までの距離を簡単に求めることが
でき、それらに基づき物体の位置情報や動きを迅速に算
出することができる。
るマイクロコンピュータにおいて、図１５に示される処
理を実行すれば、複雑な画像処理を用いることなく、各
走査角度毎に最接近点までの距離を簡単に求めることが
でき、それらに基づき物体の位置情報や動きを迅速に算
出することができる。
【０１２３】すなわち、図１５において処理が開始され
ると、まず最初に、走査手段の角度の初期化（θ′＝
０）が実行される（ステップ１５０１）。
ると、まず最初に、走査手段の角度の初期化（θ′＝
０）が実行される（ステップ１５０１）。
【０１２４】続いて、走査角度を決定するθ′の値を＋
１ずつ増加させては、投光処理（ステップ１５０２）及
び受光処理（ステップ１５０３）を順次実行する処理
を、θ′の値がｍに達するまで（ステップ１５０４Ｎ
Ｏ）、繰り返される。
１ずつ増加させては、投光処理（ステップ１５０２）及
び受光処理（ステップ１５０３）を順次実行する処理
を、θ′の値がｍに達するまで（ステップ１５０４Ｎ
Ｏ）、繰り返される。
【０１２５】ここで、先に説明したように、投光処理
（ステップ１５０２）では、レーザ光源をパルス状に駆
動することによって、その時の走査角度で定まる方向へ
と、レーザスリット光をパルス状に放出する。また、受
光処理（ステップ１５０３）においては、レーザレーダ
から得られるカウントデータを取り込み、これを距離に
換算して、バッファメモリに格納する処理が実行され
る。
（ステップ１５０２）では、レーザ光源をパルス状に駆
動することによって、その時の走査角度で定まる方向へ
と、レーザスリット光をパルス状に放出する。また、受
光処理（ステップ１５０３）においては、レーザレーダ
から得られるカウントデータを取り込み、これを距離に
換算して、バッファメモリに格納する処理が実行され
る。
【０１２６】この時、この実施形態においては、距離換
算より得られた距離データは、放射されたスリット光に
よる物体上の投影線において、その線上の各点の中で最
接近点までの距離に対応している。つまり、この実施形
態の変形例においては、第５実施形態の基本例のよう
に、撮像素子から得られる画像データを演算処理して距
離を求めるものではないから、最接近点距離を求めるた
めの演算処理が簡素化され、高速応答が可能となる。
算より得られた距離データは、放射されたスリット光に
よる物体上の投影線において、その線上の各点の中で最
接近点までの距離に対応している。つまり、この実施形
態の変形例においては、第５実施形態の基本例のよう
に、撮像素子から得られる画像データを演算処理して距
離を求めるものではないから、最接近点距離を求めるた
めの演算処理が簡素化され、高速応答が可能となる。
【０１２７】次いで、角度毎の距離データと初期データ
との差分の抽出が行われ（ステップ１５０６）、この差
分抽出後のデータに基づき、物体の位置情報の算出が行
われる（ステップ１５０７）。
との差分の抽出が行われ（ステップ１５０６）、この差
分抽出後のデータに基づき、物体の位置情報の算出が行
われる（ステップ１５０７）。
【０１２８】このように、この第５実施形態の変形例に
よれば、検知手段を構成する光レーダからは、スリット
光の投影線上における各点の中で最接近点までの距離に
相当するカウント値データが直接的に得られるため、検
知手段を介して最接近点までの距離を求めるような場
合、高速応答が可能となると共に、マイクロコンピュー
タにおける処理プログラムの構成も簡単なものとなる。
よれば、検知手段を構成する光レーダからは、スリット
光の投影線上における各点の中で最接近点までの距離に
相当するカウント値データが直接的に得られるため、検
知手段を介して最接近点までの距離を求めるような場
合、高速応答が可能となると共に、マイクロコンピュー
タにおける処理プログラムの構成も簡単なものとなる。
【０１２９】上述の第５実施形態の変形例によれば、放
射されるスリット状レーザ光を面状に照射しつつ、その
投影線の変形に基づいて単位走査角度毎の最接近点を光
レーダ法により取得するようにしているため、上述の第
５実施形態の基本例の効果に加えて、最接近点情報の取
得速度乃至精度が改善され、より一層の高速応答が可能
となる利点がある。すなわち、放射されるスリット状レ
ーザ光を面状に照射しつつ、その投影線の変形に基づい
て単位走査角度毎の最接近点を算出するようにしている
ため、第４実施形態の効果に加えて、検知手段から最接
近点の情報のみを抽出することにより、画像データ全体
を処理するよりも後段の処理が簡素化されて、応答速度
の向上が図られる。
射されるスリット状レーザ光を面状に照射しつつ、その
投影線の変形に基づいて単位走査角度毎の最接近点を光
レーダ法により取得するようにしているため、上述の第
５実施形態の基本例の効果に加えて、最接近点情報の取
得速度乃至精度が改善され、より一層の高速応答が可能
となる利点がある。すなわち、放射されるスリット状レ
ーザ光を面状に照射しつつ、その投影線の変形に基づい
て単位走査角度毎の最接近点を算出するようにしている
ため、第４実施形態の効果に加えて、検知手段から最接
近点の情報のみを抽出することにより、画像データ全体
を処理するよりも後段の処理が簡素化されて、応答速度
の向上が図られる。
【０１３０】本発明監視装置の第６実施形態にあって
は、検知手段１０１が、レーザスリット光をパルス状に
放射する投光手段と、放射されたレーザスリット光が物
体に反射して戻ってきた反射光を受光するフォトダイオ
ードアレイと、放射されるレーザスリット光を面状に照
射できるように走査する走査手段とを含む光学系と、前
記光学系を構成するフォトダイオードアレイの各受光素
子毎に、レーザスリット光の投受光時間差に基づいて光
レーダ法により反射物体までの距離を単位走査角度毎に
計測する測距手段とを含み、前記測距手段により走査角
度毎に計測される投影線上の各点までの距離情報を前記
検知情報として出力するように仕組まれている。
は、検知手段１０１が、レーザスリット光をパルス状に
放射する投光手段と、放射されたレーザスリット光が物
体に反射して戻ってきた反射光を受光するフォトダイオ
ードアレイと、放射されるレーザスリット光を面状に照
射できるように走査する走査手段とを含む光学系と、前
記光学系を構成するフォトダイオードアレイの各受光素
子毎に、レーザスリット光の投受光時間差に基づいて光
レーダ法により反射物体までの距離を単位走査角度毎に
計測する測距手段とを含み、前記測距手段により走査角
度毎に計測される投影線上の各点までの距離情報を前記
検知情報として出力するように仕組まれている。
【０１３１】第６実施形態における検知手段の光学系の
一例を示す構成図が図１６に、検知手段（第６実施形
態）の信号処理を示すブロック回路図が図１７に、検知
手段（第６実施形態）におけるソフトウェア構成を示す
フローチャートが図１８にそれぞれ示されている。
一例を示す構成図が図１６に、検知手段（第６実施形
態）の信号処理を示すブロック回路図が図１７に、検知
手段（第６実施形態）におけるソフトウェア構成を示す
フローチャートが図１８にそれぞれ示されている。
【０１３２】図１６に示されるように、この光学系１３
は、レーザ光源１３０１と、第１レンズ１３０２と、ビ
ームスプリッタ１３０３と、スリット板１３０４と、半
導体共振ミラー１３０５と、第２レンズ１３０６と、第
３レンズ１３１１と、フォトダイオードアレイ１３１２
とを含んでいる。なお、図において、１３０７はレーザ
スリット光、１３０８は検知物体、１３０９は走査方向
を示す矢印、１３１０は検知物体１３０８上のスリット
光の投影線である。
は、レーザ光源１３０１と、第１レンズ１３０２と、ビ
ームスプリッタ１３０３と、スリット板１３０４と、半
導体共振ミラー１３０５と、第２レンズ１３０６と、第
３レンズ１３１１と、フォトダイオードアレイ１３１２
とを含んでいる。なお、図において、１３０７はレーザ
スリット光、１３０８は検知物体、１３０９は走査方向
を示す矢印、１３１０は検知物体１３０８上のスリット
光の投影線である。
【０１３３】レーザ光源１３０１から出射されたレーザ
光は、第１レンズ１３０２にて集光された後、ビームス
プリッタ１３０３内を直進し、スリット板１３０４を経
由してスリット光に整形された後、半導体共振ミラー１
３０５に照射される。半導体共振ミラー１３０５で反射
されたレーザスリット光は、さらに第２レンズ１３０６
で整形された後、レーザスリット光１３０７として監視
対象となる三次元領域２へと放射される。
光は、第１レンズ１３０２にて集光された後、ビームス
プリッタ１３０３内を直進し、スリット板１３０４を経
由してスリット光に整形された後、半導体共振ミラー１
３０５に照射される。半導体共振ミラー１３０５で反射
されたレーザスリット光は、さらに第２レンズ１３０６
で整形された後、レーザスリット光１３０７として監視
対象となる三次元領域２へと放射される。
【０１３４】この時、半導体共振ミラー１３０５は、水
平面内において左右方向へと首振り動作を行うように仕
組まれており、レーザスリット光１３０７のなす面は垂
直とされている。そのため、矢印１３０９のごとく左右
方向へと半導体共振ミラー１３０５が首振り動作するこ
とによって、監視対象となる三次元領域は面状に走査さ
れる。また、監視対象となる三次元領域に検知物体１３
０８が存在すると、その表面にはスリット光の照射線１
３１０が形成される。
平面内において左右方向へと首振り動作を行うように仕
組まれており、レーザスリット光１３０７のなす面は垂
直とされている。そのため、矢印１３０９のごとく左右
方向へと半導体共振ミラー１３０５が首振り動作するこ
とによって、監視対象となる三次元領域は面状に走査さ
れる。また、監視対象となる三次元領域に検知物体１３
０８が存在すると、その表面にはスリット光の照射線１
３１０が形成される。
【０１３５】検知物体１３０８の表面で反射されたレー
ザ光は、第２レンズ１３０６、半導体共振ミラー１３０
５、スリット板１３０４を順に経由してビームスプリッ
タ１３０３まで戻され、その後直角方向へと分岐され
て、第３レンズ１３１１を経由してフォトダイオードア
レイ１３１２の各受光素子上に照射される。この時、フ
ォトダイオードアレイ１３１２を構成する受光素子の配
列方向は、物体１３０８上のスリット光投影線１３１０
の向きと整合されている。そのため、フォトダイオード
アレイ１３１２を構成する各受光素子のそれぞれには、
スリット光のなす断面線上の各点における反射光が到達
する。
ザ光は、第２レンズ１３０６、半導体共振ミラー１３０
５、スリット板１３０４を順に経由してビームスプリッ
タ１３０３まで戻され、その後直角方向へと分岐され
て、第３レンズ１３１１を経由してフォトダイオードア
レイ１３１２の各受光素子上に照射される。この時、フ
ォトダイオードアレイ１３１２を構成する受光素子の配
列方向は、物体１３０８上のスリット光投影線１３１０
の向きと整合されている。そのため、フォトダイオード
アレイ１３１２を構成する各受光素子のそれぞれには、
スリット光のなす断面線上の各点における反射光が到達
する。
【０１３６】第６実施形態における検知手段の信号処理
を示すブロック回路図が図１７に示されている。同図に
示されるように、このレーザレーダ１４は、投光系回路
１４１０と、受光系回路１４２０と、信号処理系回路１
４３０と、走査回路１４４０と、表示部１４５０と、出
力部１４６０と、制御部１４７０とを含んでいる。
を示すブロック回路図が図１７に示されている。同図に
示されるように、このレーザレーダ１４は、投光系回路
１４１０と、受光系回路１４２０と、信号処理系回路１
４３０と、走査回路１４４０と、表示部１４５０と、出
力部１４６０と、制御部１４７０とを含んでいる。
【０１３７】投光系回路１４１０は、制御部１４７０か
らの指令を受けて駆動されるパルス発生器１４１０ａ
と、パルス発生器１４１０ａから出力される周期的な投
光パルスを受けて発光動作を行うレーザ光源１４１０ｂ
とを含んでいる。このレーザ光源１４１０ｂからは、発
光タイミングと同期して投光タイミング信号ｂが出力さ
れる。
らの指令を受けて駆動されるパルス発生器１４１０ａ
と、パルス発生器１４１０ａから出力される周期的な投
光パルスを受けて発光動作を行うレーザ光源１４１０ｂ
とを含んでいる。このレーザ光源１４１０ｂからは、発
光タイミングと同期して投光タイミング信号ｂが出力さ
れる。
【０１３８】投光系回路１４２０は、物体で反射して戻
されたレーザ光を受光して電気信号に変換する受光回路
群１４２０ｂ−１〜１４２０ｂ−ｎと、受光回路群から
出力される受光パルスを増幅する増幅器群１４２０ａ−
１〜１４２０ａ−ｎとを含んでいる。そして、増幅器群
１４２０ａ−１〜１４２０ａ−ｎからは、各受光回路を
構成するフォトダイオードにおける受光タイミングに相
当する受光タイミング信号ｃ１〜ｃｎが出力される。
されたレーザ光を受光して電気信号に変換する受光回路
群１４２０ｂ−１〜１４２０ｂ−ｎと、受光回路群から
出力される受光パルスを増幅する増幅器群１４２０ａ−
１〜１４２０ａ−ｎとを含んでいる。そして、増幅器群
１４２０ａ−１〜１４２０ａ−ｎからは、各受光回路を
構成するフォトダイオードにおける受光タイミングに相
当する受光タイミング信号ｃ１〜ｃｎが出力される。
【０１３９】信号処理系回路１４３０は、クロック発振
器１４３０ａと、パルスカウンタ群１４３０ｂ−１〜１
４３０ｂ−ｎと、ゲート回路群１４３０ｃ−１〜１４３
０ｃ−ｎとを含んでいる。
器１４３０ａと、パルスカウンタ群１４３０ｂ−１〜１
４３０ｂ−ｎと、ゲート回路群１４３０ｃ−１〜１４３
０ｃ−ｎとを含んでいる。
【０１４０】クロック発振器１４３０ａからは、時間基
準となるクロック信号ａが出力される。ゲート回路群１
４３０ｃ−１〜１４３０ｃ−ｎは、投光系回路１４１０
を構成するレーザ光源１４１０ｂから出力される投光タ
イミング信号ｂを受けてゲートを開く。その後、増幅器
群１４２０ａ−１〜１４２０ａ−ｎから出力される受光
タイミング信号ｃ１〜ｃｎを受けてゲートを閉じる。ク
ロック発振器１４３０ａから出力されるクロック信号
は、ゲート回路群１４３０ｃ−１〜１４３０ｃ−ｎをそ
れぞれ通過して、パルスカウンタ群１４３０ｂ−１〜１
４３０ｂ−ｎへと供給される。パルスカウンタ群１４３
０ｂ−１〜１４３０ｂ−ｎは、ゲート回路群１４３０ｃ
−１〜１４３０ｃ−ｎのそれぞれから出力されるパルス
列ｄ１〜ｄｎをカウントする。その結果、パルスカウン
タ群１４３０ｂ−１〜１４３０ｂ−ｎを構成する各パル
スカウンタには、投光されたスリット光の断面線上の各
点までの距離に相当するカウント値が生成される。こう
して得られたパルスカウンタ群１４３０ｂ−１〜１４３
０ｂ−ｎのカウント値は、制御部１４７０を構成するマ
イクロコンピュータ取り込まれ、後述するソフトウェア
を介して、物体の位置情報の算出が行われる。
準となるクロック信号ａが出力される。ゲート回路群１
４３０ｃ−１〜１４３０ｃ−ｎは、投光系回路１４１０
を構成するレーザ光源１４１０ｂから出力される投光タ
イミング信号ｂを受けてゲートを開く。その後、増幅器
群１４２０ａ−１〜１４２０ａ−ｎから出力される受光
タイミング信号ｃ１〜ｃｎを受けてゲートを閉じる。ク
ロック発振器１４３０ａから出力されるクロック信号
は、ゲート回路群１４３０ｃ−１〜１４３０ｃ−ｎをそ
れぞれ通過して、パルスカウンタ群１４３０ｂ−１〜１
４３０ｂ−ｎへと供給される。パルスカウンタ群１４３
０ｂ−１〜１４３０ｂ−ｎは、ゲート回路群１４３０ｃ
−１〜１４３０ｃ−ｎのそれぞれから出力されるパルス
列ｄ１〜ｄｎをカウントする。その結果、パルスカウン
タ群１４３０ｂ−１〜１４３０ｂ−ｎを構成する各パル
スカウンタには、投光されたスリット光の断面線上の各
点までの距離に相当するカウント値が生成される。こう
して得られたパルスカウンタ群１４３０ｂ−１〜１４３
０ｂ−ｎのカウント値は、制御部１４７０を構成するマ
イクロコンピュータ取り込まれ、後述するソフトウェア
を介して、物体の位置情報の算出が行われる。
【０１４１】なお、先に説明したように、走査回路１４
４０は、図１６に示される半導体共振ミラー１３０５を
首振り動作させるための回路であり、表示部１４５０は
制御部１４７０にて生成されたデータを表示するための
ものであり、出力部１４６０は制御部１４７０にて生成
された検知情報を外部へと出力するためのものである。
４０は、図１６に示される半導体共振ミラー１３０５を
首振り動作させるための回路であり、表示部１４５０は
制御部１４７０にて生成されたデータを表示するための
ものであり、出力部１４６０は制御部１４７０にて生成
された検知情報を外部へと出力するためのものである。
【０１４２】以上の回路構成によれば、制御部１４７０
を構成するマイクロコンピュータでは、放射されたスリ
ット光の断面線上における各点までの距離情報を一括し
て取り込むことができる。
を構成するマイクロコンピュータでは、放射されたスリ
ット光の断面線上における各点までの距離情報を一括し
て取り込むことができる。
【０１４３】第６実施形態における検知手段のソフトウ
ェア構成を示すフローチャートが図１８に示されてい
る。なお、このフローチャートで示される処理は、制御
部１４７０を構成するマイクロコンピュータのマイクロ
プロセッサにより実行されるものである。
ェア構成を示すフローチャートが図１８に示されてい
る。なお、このフローチャートで示される処理は、制御
部１４７０を構成するマイクロコンピュータのマイクロ
プロセッサにより実行されるものである。
【０１４４】図１８において処理が開始されると、まず
最初に、走査手段の角度の初期化（θ′＝０）が実行さ
れる（ステップ１８０１）。続いて、走査角度を規定す
るθ′の値を＋１ずつ増加させては、投光処理（ステッ
プ１８０２）、カウンタ出力取込処理（ステップ１８０
３）、受光素子別距離データ算出処理（ステップ１８０
４）を順次実行する処理が、θ′の値がｍに達するまで
（ステップ１８０５ＮＯ）、繰り返し実行される。
最初に、走査手段の角度の初期化（θ′＝０）が実行さ
れる（ステップ１８０１）。続いて、走査角度を規定す
るθ′の値を＋１ずつ増加させては、投光処理（ステッ
プ１８０２）、カウンタ出力取込処理（ステップ１８０
３）、受光素子別距離データ算出処理（ステップ１８０
４）を順次実行する処理が、θ′の値がｍに達するまで
（ステップ１８０５ＮＯ）、繰り返し実行される。
【０１４５】ここで、投光処理（ステップ１８０２）
は、先に説明したように、図１７において、投光系回路
１４１０を駆動することによって、レーザ光源１４１０
ｂからレーザ光をパルス状に出射させる処理である。カ
ウンタデータ取込処理（ステップ１８０３）は、パルス
カウンタ群１４３０ｂ−１〜１４３０ｂ−ｎを構成する
各パルスカウンタから、カウントデータを取り込む処理
である。また、受光素子別距離データ算出処理（ステッ
プ１８０４）は、パルスカウンタ群１４３０ｂ−１〜１
４３０ｂ−ｎから取り込まれた各受光素子（ＰＤ）毎の
距離データを算出し、これを図示しないバッファメモリ
に格納する処理である。次いで、θ′の値がｍに達する
と（ステップ１８０５ＹＥＳ）、一連の処理（ステップ
１８０２〜１８０４）は終了して、所定の演算処理への
移行がなされる。
は、先に説明したように、図１７において、投光系回路
１４１０を駆動することによって、レーザ光源１４１０
ｂからレーザ光をパルス状に出射させる処理である。カ
ウンタデータ取込処理（ステップ１８０３）は、パルス
カウンタ群１４３０ｂ−１〜１４３０ｂ−ｎを構成する
各パルスカウンタから、カウントデータを取り込む処理
である。また、受光素子別距離データ算出処理（ステッ
プ１８０４）は、パルスカウンタ群１４３０ｂ−１〜１
４３０ｂ−ｎから取り込まれた各受光素子（ＰＤ）毎の
距離データを算出し、これを図示しないバッファメモリ
に格納する処理である。次いで、θ′の値がｍに達する
と（ステップ１８０５ＹＥＳ）、一連の処理（ステップ
１８０２〜１８０４）は終了して、所定の演算処理への
移行がなされる。
【０１４６】まず、演算処理の最初においては、角度及
び各ＰＤ（フォトダイオード）毎の距離データと初期デ
ータとの差分抽出処理が実行され（ステップ１８０
７）、これにより監視対象となる三次元領域に侵入物体
の有無が明らかとされる。
び各ＰＤ（フォトダイオード）毎の距離データと初期デ
ータとの差分抽出処理が実行され（ステップ１８０
７）、これにより監視対象となる三次元領域に侵入物体
の有無が明らかとされる。
【０１４７】続いて、差分抽出データに基づき、所定の
アルゴリズムによって物体の位置情報の算出が行われる
（ステップ１８０８）。
アルゴリズムによって物体の位置情報の算出が行われる
（ステップ１８０８）。
【０１４８】以上の第６実施形態によれば、放射される
パルス状レーザスリット光を面状に照射しつつ、その投
影線の変形に基づいて単位走査角度毎の投影線に沿う一
連の各点までの距離情報を光レーダ法により取得して、
監視対象領域の状況を立体的に認識するため、こうして
得られる検知情報に基づいて高速応答且つ高精度の監視
が可能となる。
パルス状レーザスリット光を面状に照射しつつ、その投
影線の変形に基づいて単位走査角度毎の投影線に沿う一
連の各点までの距離情報を光レーダ法により取得して、
監視対象領域の状況を立体的に認識するため、こうして
得られる検知情報に基づいて高速応答且つ高精度の監視
が可能となる。
【０１４９】以上、本発明の監視装置を検知手段１０１
の構成を中心として説明したが、本発明の監視装置１
は、設定手段１０２、監視情報生成手段１０３、外部出
力手段１０４にもそれぞれ特徴を有する。そこで、以下
に、本発明監視装置１のその他様々な特徴について説明
する。
の構成を中心として説明したが、本発明の監視装置１
は、設定手段１０２、監視情報生成手段１０３、外部出
力手段１０４にもそれぞれ特徴を有する。そこで、以下
に、本発明監視装置１のその他様々な特徴について説明
する。
【０１５０】監視装置における侵入物体の検知、検知情
報の処理、外部出力の一連の流れの一例を示すフローチ
ャートが図１９に示されている。
報の処理、外部出力の一連の流れの一例を示すフローチ
ャートが図１９に示されている。
【０１５１】同図に示されるように、この監視装置１に
あっては、検知手段１０１からの検知データ取込処理
（１９０１）並びに初期データとの比較処理（ステップ
１９０２）を実行しつつ、その比較結果に基づいて、侵
入物体の有無（ステップ１９０３）並びにその侵入物体
が警告対象区域内であるかどうかの判定（ステップ１９
０４）を実行しつつ待機する。
あっては、検知手段１０１からの検知データ取込処理
（１９０１）並びに初期データとの比較処理（ステップ
１９０２）を実行しつつ、その比較結果に基づいて、侵
入物体の有無（ステップ１９０３）並びにその侵入物体
が警告対象区域内であるかどうかの判定（ステップ１９
０４）を実行しつつ待機する。
【０１５２】この状態において、侵入物体が検出され
（ステップ１９０３ＹＥＳ）、その侵入物体が警告対象
区域内であると判定されると（ステップ１９０４ＹＥ
Ｓ）、続いて警告レベルの判別が行われる（ステップ１
９０５）。
（ステップ１９０３ＹＥＳ）、その侵入物体が警告対象
区域内であると判定されると（ステップ１９０４ＹＥ
Ｓ）、続いて警告レベルの判別が行われる（ステップ１
９０５）。
【０１５３】ここで、侵入物体が危険対象に接近中であ
ると判定されると（ステップ１９０６ＹＥＳ）、警告レ
ベルを高くする処理が実行される（ステップ１９０
８）。また、侵入物体が、危険対象に接近中でないと判
定されても（ステップ１９０６ＮＯ）、その移動速度が
基準値よりも遅いと判定されると（ステップ１９０７Ｎ
Ｏ）、現在の警告レベルを維持する処理が実行される
（ステップ１９０９）。
ると判定されると（ステップ１９０６ＹＥＳ）、警告レ
ベルを高くする処理が実行される（ステップ１９０
８）。また、侵入物体が、危険対象に接近中でないと判
定されても（ステップ１９０６ＮＯ）、その移動速度が
基準値よりも遅いと判定されると（ステップ１９０７Ｎ
Ｏ）、現在の警告レベルを維持する処理が実行される
（ステップ１９０９）。
【０１５４】これに対して、侵入物体が危険対象に接近
中でないと判定され（ステップ１９０６ＮＯ）、しかも
その移動速度が基準値よりも速いと判定されると（ステ
ップ１９０７ＹＥＳ）、警告レベルを低くする処理が実
行される（ステップ１９１０）。
中でないと判定され（ステップ１９０６ＮＯ）、しかも
その移動速度が基準値よりも速いと判定されると（ステ
ップ１９０７ＹＥＳ）、警告レベルを低くする処理が実
行される（ステップ１９１０）。
【０１５５】以上の監視装置によれば、検知手段からの
検知データと初期データとの比較により侵入物体ありと
判定された場合にも（ステップ１９０１，１９０２，１
９０３ＹＥＳ）、直ちに一律に警告を発するのではな
く、さらに、危険対象に接近中であるか（ステップ１９
０６）並びに移動速度が速いか（ステップ１９０７）の
判定を行い、それらの判定結果に応じて、警告レベルを
高くする（ステップ１９０８）、現在の警告レベルを維
持する（ステップ１９０９）、警告レベルを低くする
（ステップ１９１０）のごとくそれぞれの場合に応じた
異なる警告レベルを発するようにしている。その結果、
この監視装置によれば、監視対象となる三次元領域内に
おける物体の挙動を常に適切に監視することができる。
検知データと初期データとの比較により侵入物体ありと
判定された場合にも（ステップ１９０１，１９０２，１
９０３ＹＥＳ）、直ちに一律に警告を発するのではな
く、さらに、危険対象に接近中であるか（ステップ１９
０６）並びに移動速度が速いか（ステップ１９０７）の
判定を行い、それらの判定結果に応じて、警告レベルを
高くする（ステップ１９０８）、現在の警告レベルを維
持する（ステップ１９０９）、警告レベルを低くする
（ステップ１９１０）のごとくそれぞれの場合に応じた
異なる警告レベルを発するようにしている。その結果、
この監視装置によれば、監視対象となる三次元領域内に
おける物体の挙動を常に適切に監視することができる。
【０１５６】次に、設定領域単位の物体侵入検知機能を
実現するためのソフトウェア構成を示すフローチャート
が図２０に示されている。この実施形態にあっては、監
視対象となる三次元領域を縦横並びに高さ方向へ区切る
ことによって、複数の三次元領域（ボクセル）が設定さ
れており、それらボクセルのそれぞれに対する侵入物体
の有無が判定され、いずれかの設定領域（ボクセル）内
への侵入が確認された場合、その設定領域固有の制御出
力並びに表示出力を外部へ出力するようにしている。
実現するためのソフトウェア構成を示すフローチャート
が図２０に示されている。この実施形態にあっては、監
視対象となる三次元領域を縦横並びに高さ方向へ区切る
ことによって、複数の三次元領域（ボクセル）が設定さ
れており、それらボクセルのそれぞれに対する侵入物体
の有無が判定され、いずれかの設定領域（ボクセル）内
への侵入が確認された場合、その設定領域固有の制御出
力並びに表示出力を外部へ出力するようにしている。
【０１５７】すなわち、同図において処理が開始される
と、検知手段からの検知データの取込処理（ステップ２
００１）並びに初期データとの比較処理（ステップ２０
０２）を行いつつ、その比較結果に基づいて、侵入物体
の有無（ステップ２００３）並びに設定領域内への侵入
であるかどうかの判定処理（ステップ２００４）が繰り
返し実行される。侵入物体が存在しない（ステップ２０
０３ＮＯ）、あるいは設定領域内への侵入でない（ステ
ップ２００４ＮＯ）と判定されると、その状態において
は制御出力並びに表示出力の駆動は解除され続ける（ス
テップ２００５）。
と、検知手段からの検知データの取込処理（ステップ２
００１）並びに初期データとの比較処理（ステップ２０
０２）を行いつつ、その比較結果に基づいて、侵入物体
の有無（ステップ２００３）並びに設定領域内への侵入
であるかどうかの判定処理（ステップ２００４）が繰り
返し実行される。侵入物体が存在しない（ステップ２０
０３ＮＯ）、あるいは設定領域内への侵入でない（ステ
ップ２００４ＮＯ）と判定されると、その状態において
は制御出力並びに表示出力の駆動は解除され続ける（ス
テップ２００５）。
【０１５８】これに対して、検知データと初期データと
の比較に基づいて侵入物体が設定領域内へ侵入したと判
定されると（ステップ２００４ＹＥＳ）、該当する設定
領域（ボクセル）が識別され（ステップ２００６）、そ
の該当する設定領域に割り付けられた出力又は表示手段
が駆動される（ステップ２００７）。これにより、監視
対象となる三次元領域に人体などが侵入した場合、その
侵入した領域に応じた制御出力や表示出力が外部へと出
力され、これにより適切なる監視が可能となる。
の比較に基づいて侵入物体が設定領域内へ侵入したと判
定されると（ステップ２００４ＹＥＳ）、該当する設定
領域（ボクセル）が識別され（ステップ２００６）、そ
の該当する設定領域に割り付けられた出力又は表示手段
が駆動される（ステップ２００７）。これにより、監視
対象となる三次元領域に人体などが侵入した場合、その
侵入した領域に応じた制御出力や表示出力が外部へと出
力され、これにより適切なる監視が可能となる。
【０１５９】次に、監視領域内の特定位置（領域）をテ
ィーチングする機能を実現するためのソフトウェア構成
を示すフローチャートが図２１に示されている。この実
施形態にあっては、監視対象となる三次元領域内におい
て、特定の領域を監視装置に設定するについて、その設
定操作をダミー物体を希望の領域に置いて、ティーチン
グ処理を実行するという手法によって実現することがで
きる。
ィーチングする機能を実現するためのソフトウェア構成
を示すフローチャートが図２１に示されている。この実
施形態にあっては、監視対象となる三次元領域内におい
て、特定の領域を監視装置に設定するについて、その設
定操作をダミー物体を希望の領域に置いて、ティーチン
グ処理を実行するという手法によって実現することがで
きる。
【０１６０】同図において処理が開始されると、まず、
監視領域に侵入物体がない状態にセッティングを行った
後（ステップ２１０１）、初期データのティーチング処
理を実行させる。この初期データのティーチング処理で
は、検知手段からの監視データの取り込みを行い（ステ
ップ２１０２）、それを初期データとして記録する（ス
テップ２１０３）。
監視領域に侵入物体がない状態にセッティングを行った
後（ステップ２１０１）、初期データのティーチング処
理を実行させる。この初期データのティーチング処理で
は、検知手段からの監視データの取り込みを行い（ステ
ップ２１０２）、それを初期データとして記録する（ス
テップ２１０３）。
【０１６１】続いて、監視領域の特定位置にダミー物体
を配置した後（ステップ２１０４）、特定箇所のティー
チング処理を実行させる。この特定箇所のティーチング
処理では、検知手段からの監視データを取り込み（ステ
ップ２１０５）、初期データとの差分の抽出を行い（ス
テップ２１０６）、差が認められる部分を特定箇所とし
て記録する処理を実行する（ステップ２１０７）。
を配置した後（ステップ２１０４）、特定箇所のティー
チング処理を実行させる。この特定箇所のティーチング
処理では、検知手段からの監視データを取り込み（ステ
ップ２１０５）、初期データとの差分の抽出を行い（ス
テップ２１０６）、差が認められる部分を特定箇所とし
て記録する処理を実行する（ステップ２１０７）。
【０１６２】以上の処理が実行される結果、作業者が希
望する箇所にダミー物体を置くだけで、そのダミー物体
が置かれた特定箇所を監視装置に設定することが可能と
なる。すなわち、監視対象となる三次元領域内において
特定の閉空間を監視装置に設定するについて、その閉空
間のＸＹＺ座標を別途操作手段を使用して覚えこませな
くとも、希望する閉空間に何らかのダミー物体を配置す
るだけで、監視対象となる三次元領域内の特定領域を監
視装置に設定することができるのである。
望する箇所にダミー物体を置くだけで、そのダミー物体
が置かれた特定箇所を監視装置に設定することが可能と
なる。すなわち、監視対象となる三次元領域内において
特定の閉空間を監視装置に設定するについて、その閉空
間のＸＹＺ座標を別途操作手段を使用して覚えこませな
くとも、希望する閉空間に何らかのダミー物体を配置す
るだけで、監視対象となる三次元領域内の特定領域を監
視装置に設定することができるのである。
【０１６３】次に、三次元ブランキング機能の説明図が
図２１に、同機能を実現するためのソフトウェア構成を
示すフローチャートが図２３に示されている。この実施
形態にあっては、図２３に示されるように、監視対象と
なる三次元領域１５を複数の領域に区画すると共に、そ
の中に三次元ブランキング（無監視）領域１６を設定可
能としている。そしてこの三次元ブランキング領域１６
にあっては、仮に何らかの物体が侵入したとしても、そ
の物体は三次元ブランキング領域１６に限り監視対象か
ら除外される。
図２１に、同機能を実現するためのソフトウェア構成を
示すフローチャートが図２３に示されている。この実施
形態にあっては、図２３に示されるように、監視対象と
なる三次元領域１５を複数の領域に区画すると共に、そ
の中に三次元ブランキング（無監視）領域１６を設定可
能としている。そしてこの三次元ブランキング領域１６
にあっては、仮に何らかの物体が侵入したとしても、そ
の物体は三次元ブランキング領域１６に限り監視対象か
ら除外される。
【０１６４】この三次元ブランキング機能を実現するた
めには、監視装置を構成するマイクロコンピュータにお
いて、図２３に示される処理が実行される。すなわち、
図２３において処理が開始されると、検知手段からの検
知データの取り込み処理（ステップ２３０１）並びに初
期データとの比較処理（ステップ２３０２）を実行しつ
つ、その比較結果に基づいて、侵入物体の有無（ステッ
プ２３０３）並びに無効領域外への侵入であることの判
定処理（ステップ２３０４）が繰り返し実行される。
めには、監視装置を構成するマイクロコンピュータにお
いて、図２３に示される処理が実行される。すなわち、
図２３において処理が開始されると、検知手段からの検
知データの取り込み処理（ステップ２３０１）並びに初
期データとの比較処理（ステップ２３０２）を実行しつ
つ、その比較結果に基づいて、侵入物体の有無（ステッ
プ２３０３）並びに無効領域外への侵入であることの判
定処理（ステップ２３０４）が繰り返し実行される。
【０１６５】ここで、侵入物体がありと判定されても
（ステップ２３０３ＹＥＳ）、その侵入物体が図２２に
設定された三次元ブランキング領域委１６内への侵入で
あると判定されると（ステップ２３０４ＮＯ）、出力も
しくは表示の駆動は解除された状態に維持される（ステ
ップ２３０５）。そのため、侵入物体が存在したとして
も、それがブランキング領域１６内へのものであると判
定されると、監視対象となる三次元領域１５内であって
も、何ら出力や警告等は発せられない。
（ステップ２３０３ＹＥＳ）、その侵入物体が図２２に
設定された三次元ブランキング領域委１６内への侵入で
あると判定されると（ステップ２３０４ＮＯ）、出力も
しくは表示の駆動は解除された状態に維持される（ステ
ップ２３０５）。そのため、侵入物体が存在したとして
も、それがブランキング領域１６内へのものであると判
定されると、監視対象となる三次元領域１５内であって
も、何ら出力や警告等は発せられない。
【０１６６】これに対して、侵入物体の存在が確認され
（ステップ２３０３ＹＥＳ）、それが無効領域外への侵
入であると判定されると（ステップ２３０４ＹＥＳ）、
侵入物体ありとの判断が行われ（ステップ２３０６）、
所定の出力／表示が駆動されて（ステップ２３０７）、
外部に対して制御出力や表示出力が発せられる。
（ステップ２３０３ＹＥＳ）、それが無効領域外への侵
入であると判定されると（ステップ２３０４ＹＥＳ）、
侵入物体ありとの判断が行われ（ステップ２３０６）、
所定の出力／表示が駆動されて（ステップ２３０７）、
外部に対して制御出力や表示出力が発せられる。
【０１６７】従って、この実施形態によれば、監視対象
となる三次元領域内に、監視を必要としない領域が存在
する場合には、その領域のみを局部的にブランキング領
域として設定することによって、不要な制御出力や警告
出力などが発せられる虞を回避することができる。
となる三次元領域内に、監視を必要としない領域が存在
する場合には、その領域のみを局部的にブランキング領
域として設定することによって、不要な制御出力や警告
出力などが発せられる虞を回避することができる。
【０１６８】次に、監視対象除外物体を設定する機能を
実現するためのソフトウェア構成を示すフローチャート
が図２４に示されている。この実施形態にあっては、図
２６（ａ）に示されるように、監視装置１７の監視対象
となる三次元領域２２内に、様々な移動物体が存在して
も、コンベア１９上を搬送される物体２０，２１のよう
に監視を必要としない物体については監視対象から除外
する一方、人体１８のごとくその他の移動物体について
は、確実に監視対象とすることを可能としている。
実現するためのソフトウェア構成を示すフローチャート
が図２４に示されている。この実施形態にあっては、図
２６（ａ）に示されるように、監視装置１７の監視対象
となる三次元領域２２内に、様々な移動物体が存在して
も、コンベア１９上を搬送される物体２０，２１のよう
に監視を必要としない物体については監視対象から除外
する一方、人体１８のごとくその他の移動物体について
は、確実に監視対象とすることを可能としている。
【０１６９】すなわち、図２４において、処理が開始さ
れると、まずオペレータは、監視領域を侵入物体がない
状態にセッティングした後（ステップ２４０１）、初期
データのティーチング処理を実行させる。この初期デー
タのティーチング処理では、まず検知手段からの監視デ
ータの取り込みを行い（ステップ２４０２）、これを初
期データとして記録させる（ステップ２４０３）。
れると、まずオペレータは、監視領域を侵入物体がない
状態にセッティングした後（ステップ２４０１）、初期
データのティーチング処理を実行させる。この初期デー
タのティーチング処理では、まず検知手段からの監視デ
ータの取り込みを行い（ステップ２４０２）、これを初
期データとして記録させる（ステップ２４０３）。
【０１７０】次いで、オペレータは、監視領域に監視除
外する物体を配置した後（ステップ２４０４）、監視対
象除外物体のティーチングを実行させる。監視対象除外
物体のティーチングにおいては、検知手段からの監視デ
ータの取り込みを行い（ステップ２４０５）、初期デー
タとの差分の抽出を行い（ステップ２４０６）、差分デ
ータより監視対象除外物体の特徴を抽出し、また移動デ
ータを抽出する（ステップ２４０７）。
外する物体を配置した後（ステップ２４０４）、監視対
象除外物体のティーチングを実行させる。監視対象除外
物体のティーチングにおいては、検知手段からの監視デ
ータの取り込みを行い（ステップ２４０５）、初期デー
タとの差分の抽出を行い（ステップ２４０６）、差分デ
ータより監視対象除外物体の特徴を抽出し、また移動デ
ータを抽出する（ステップ２４０７）。
【０１７１】これにより、監視対象除外物体であるコン
ベア１９上の物品２０，２１については監視対象から除
外され、無駄な警告出力や制御出力が発せられることが
回避される。
ベア１９上の物品２０，２１については監視対象から除
外され、無駄な警告出力や制御出力が発せられることが
回避される。
【０１７２】監視対象除外機能を実現するためのソフト
ウェア構成を示すフローチャートが図２５に示されてい
る。同図において処理が開始されると、検知手段からの
検知データの取り込み処理（ステップ２５０１）並びに
初期データとの比較処理（ステップ２５０２）を実行し
つつ、その比較結果に基づいて、侵入物体の有無（ステ
ップ２５０３）並びに監視対象除外物体であるかどうか
の判定処理（ステップ２５０４）が繰り返し実行され
る。
ウェア構成を示すフローチャートが図２５に示されてい
る。同図において処理が開始されると、検知手段からの
検知データの取り込み処理（ステップ２５０１）並びに
初期データとの比較処理（ステップ２５０２）を実行し
つつ、その比較結果に基づいて、侵入物体の有無（ステ
ップ２５０３）並びに監視対象除外物体であるかどうか
の判定処理（ステップ２５０４）が繰り返し実行され
る。
【０１７３】ここで、侵入物体なしと判定された場合
（ステップ２５０３ＮＯ）、並びに監視対象除外物体で
あると判定された場合（ステップ２５０４ＹＥＳ）にお
いては、出力もしくは表示の駆動は解除された状態に維
持され（ステップ２５０５）、制御出力や表示出力が発
せられることはない。
（ステップ２５０３ＮＯ）、並びに監視対象除外物体で
あると判定された場合（ステップ２５０４ＹＥＳ）にお
いては、出力もしくは表示の駆動は解除された状態に維
持され（ステップ２５０５）、制御出力や表示出力が発
せられることはない。
【０１７４】これに対して、侵入物体ありの判定に続い
て（ステップ２５０３ＹＥＳ）、それが監視対象除外物
体ではないと判定されると（ステップ２５０４ＮＯ）、
続いて侵入物体ありとの判断が行われ（ステップ２５０
６）、所定の出力又は表示が駆動されて（ステップ２５
０７）、外部に対し制御出力や表示出力が発せられるこ
ととなる。
て（ステップ２５０３ＹＥＳ）、それが監視対象除外物
体ではないと判定されると（ステップ２５０４ＮＯ）、
続いて侵入物体ありとの判断が行われ（ステップ２５０
６）、所定の出力又は表示が駆動されて（ステップ２５
０７）、外部に対し制御出力や表示出力が発せられるこ
ととなる。
【０１７５】このように、本実施形態によれば、監視対
象となる三次元領域内に様々な移動物体が存在したとし
ても、コンベア１９上を移動する物品２０，２１のよう
に予め移動が予測される物体については監視対象から除
外する一方、人体１８のごとく予期せぬ物体に限って確
実に監視を行うことが可能となり、監視対象設定の自由
度が向上する。
象となる三次元領域内に様々な移動物体が存在したとし
ても、コンベア１９上を移動する物品２０，２１のよう
に予め移動が予測される物体については監視対象から除
外する一方、人体１８のごとく予期せぬ物体に限って確
実に監視を行うことが可能となり、監視対象設定の自由
度が向上する。
【０１７６】次に、移動性物体と侵入物体との距離を監
視する機能を実現するためのソフトウェア構成を示すフ
ローチャートが図２７に示されている。
視する機能を実現するためのソフトウェア構成を示すフ
ローチャートが図２７に示されている。
【０１７７】この実施形態にあっては、図２６（ｂ）に
示されるように、監視装置２３が監視する三次元領域２
４内に、危険な移動性物体２６が存在する場合、侵入物
体である２５と移動性物体２６との距離を常時監視し、
人体２５が危険物体に接近する危険を回避することがで
きる。
示されるように、監視装置２３が監視する三次元領域２
４内に、危険な移動性物体２６が存在する場合、侵入物
体である２５と移動性物体２６との距離を常時監視し、
人体２５が危険物体に接近する危険を回避することがで
きる。
【０１７８】すなわち、今まで説明した各実施形態にお
いては、監視対象となる三次元領域内に、危険物体が静
止して存在する場合を想定したが、この実施形態におい
ては、危険物体そのものが監視領域２４内を移動する場
合を想定している。この場合、人体２５が仮に静止して
も、移動性物体２６が動き回ることによって、人体２５
が危険となる場合も想定される。
いては、監視対象となる三次元領域内に、危険物体が静
止して存在する場合を想定したが、この実施形態におい
ては、危険物体そのものが監視領域２４内を移動する場
合を想定している。この場合、人体２５が仮に静止して
も、移動性物体２６が動き回ることによって、人体２５
が危険となる場合も想定される。
【０１７９】図２７において処理が開始されると、監視
装置の側では、検知手段からの検知データの取り込み処
理（ステップ２７０１）並びに初期データとの比較処理
（ステップ２７０２）を実行しつつ、その比較結果に基
づいて、侵入物体の有無（ステップ２７０３）、固定化
された危険領域の侵入であるかの判定処理（ステップ２
７０５）、さらには移動する特定対象の有無（ステップ
２７０６）が繰り返し判定される。
装置の側では、検知手段からの検知データの取り込み処
理（ステップ２７０１）並びに初期データとの比較処理
（ステップ２７０２）を実行しつつ、その比較結果に基
づいて、侵入物体の有無（ステップ２７０３）、固定化
された危険領域の侵入であるかの判定処理（ステップ２
７０５）、さらには移動する特定対象の有無（ステップ
２７０６）が繰り返し判定される。
【０１８０】ここで、侵入物体なしと判定された場合
（ステップ２７０３ＮＯ）、固定化された危険領域への
侵入でないと判定され（ステップ２７０５ＮＯ）、且つ
移動する特定対象なしと判定された場合には（ステップ
２７０６ＮＯ）、所定の出力もしくは表示の駆動は解除
され続ける（ステップ２７０４）。
（ステップ２７０３ＮＯ）、固定化された危険領域への
侵入でないと判定され（ステップ２７０５ＮＯ）、且つ
移動する特定対象なしと判定された場合には（ステップ
２７０６ＮＯ）、所定の出力もしくは表示の駆動は解除
され続ける（ステップ２７０４）。
【０１８１】これに対して、侵入物体ありと判定され
（ステップ２７０３ＹＥＳ）、それが固定化された危険
領域への侵入であると判定された場合（ステップ２７０
５）、又は固定化された危険領域への侵入でないと判定
されても（ステップ２７０５ＮＯ）、移動する特定対象
が存在すると判定されると（ステップ２７０６ＹＥ
Ｓ）、侵入物体とその移動性特定対象との距離が算出さ
れ（ステップ２７０７）、その算出された距離に対応す
る所定の出力又は表示が駆動されて、移動性物体２６と
侵入物体２５との接近度合いに対応した出力が外部へと
発せられる。
（ステップ２７０３ＹＥＳ）、それが固定化された危険
領域への侵入であると判定された場合（ステップ２７０
５）、又は固定化された危険領域への侵入でないと判定
されても（ステップ２７０５ＮＯ）、移動する特定対象
が存在すると判定されると（ステップ２７０６ＹＥ
Ｓ）、侵入物体とその移動性特定対象との距離が算出さ
れ（ステップ２７０７）、その算出された距離に対応す
る所定の出力又は表示が駆動されて、移動性物体２６と
侵入物体２５との接近度合いに対応した出力が外部へと
発せられる。
【０１８２】なお、ステップ２７０５において、固定化
された危険領域への侵入であるか否かを判定したのは、
移動する特定対象とは別に一般の監視領域がある場合を
想定しているからである。
された危険領域への侵入であるか否かを判定したのは、
移動する特定対象とは別に一般の監視領域がある場合を
想定しているからである。
【０１８３】このように本実施形態によれば、図２６
（ｂ）に示されるように、移動性物体２６と侵入物体で
ある人体２５とが監視対象となる三次元領域２４に存在
する場合には、両者の接近度合いに対応した制御出力や
表示出力を外部へと送出させることができる。
（ｂ）に示されるように、移動性物体２６と侵入物体で
ある人体２５とが監視対象となる三次元領域２４に存在
する場合には、両者の接近度合いに対応した制御出力や
表示出力を外部へと送出させることができる。
【０１８４】次に、領域限定による応答速度アップ機能
の説明図が図２８に、同機能を実現するためのソフトウ
ェア構成を示すフローチャートが図２９に、限定領域の
一態様を示す説明図が図３０にそれぞれ示されている。
の説明図が図２８に、同機能を実現するためのソフトウ
ェア構成を示すフローチャートが図２９に、限定領域の
一態様を示す説明図が図３０にそれぞれ示されている。
【０１８５】この実施形態にあっては、レーザ光を面状
に照射できるように走査する走査手段において、走査単
位量を変更することなく走査単位数を減少させることに
より、限定された三次元監視領域に関する検知応答性を
高速化するようにしている。すなわち図２８に示される
ように、最大限として、同図（ａ）示されるように、水
平方向並びに垂直方向に一定の走査単位量かつ一定の走
査単位数を有する面状走査が可能な場合、同図（ｂ）に
示されるように、走査単位量を変更することなく、走査
単位数を減少させることによって、限定された三次元監
視領域に関して、検知応答性を高速化することが可能と
なる。
に照射できるように走査する走査手段において、走査単
位量を変更することなく走査単位数を減少させることに
より、限定された三次元監視領域に関する検知応答性を
高速化するようにしている。すなわち図２８に示される
ように、最大限として、同図（ａ）示されるように、水
平方向並びに垂直方向に一定の走査単位量かつ一定の走
査単位数を有する面状走査が可能な場合、同図（ｂ）に
示されるように、走査単位量を変更することなく、走査
単位数を減少させることによって、限定された三次元監
視領域に関して、検知応答性を高速化することが可能と
なる。
【０１８６】すなわち、図３０に示されるように、最大
走査範囲である（０，０）〜（ｍ，ｎ）の範囲内に、限
定した領域（ｍ′，ｎ′）〜（ｍ″，ｎ″）を設定した
場合、図２９のフローチャートに示されるように、監視
装置２７における走査範囲は、限定した領域内において
のみ行われ、処理速度の高速化と相まって、応答速度が
向上する。
走査範囲である（０，０）〜（ｍ，ｎ）の範囲内に、限
定した領域（ｍ′，ｎ′）〜（ｍ″，ｎ″）を設定した
場合、図２９のフローチャートに示されるように、監視
装置２７における走査範囲は、限定した領域内において
のみ行われ、処理速度の高速化と相まって、応答速度が
向上する。
【０１８７】すなわち、図２９において処理が開始され
ると、走査手段の角度の初期化としてθ′＝（ｍ′，
ｎ′）を実行した後（ステップ２９０１）、θ′＞
（ｍ″，ｎ″）の範囲内においてのみ、スキャン単位の
移動を行いつつ（ステップ２９０５）、投光処理（ステ
ップ２９０２）並びに撮像素子の情報取込処理が実行さ
れる（ステップ２９０３）。
ると、走査手段の角度の初期化としてθ′＝（ｍ′，
ｎ′）を実行した後（ステップ２９０１）、θ′＞
（ｍ″，ｎ″）の範囲内においてのみ、スキャン単位の
移動を行いつつ（ステップ２９０５）、投光処理（ステ
ップ２９０２）並びに撮像素子の情報取込処理が実行さ
れる（ステップ２９０３）。
【０１８８】その結果、（ｍ″−ｍ′，ｎ″−ｎ′）の
大きさが小さいほど、スキャン単位の移動処理（ステッ
プ２９０５）を経由するループの回数が減少して、結果
として応答時間が短くなる。
大きさが小さいほど、スキャン単位の移動処理（ステッ
プ２９０５）を経由するループの回数が減少して、結果
として応答時間が短くなる。
【０１８９】限定した領域に関する撮像素子の情報取込
が全て完了すると（ステップ２９０４ＹＥＳ）、直ちに
スキャン単位毎の情報の合成処理（ステップ２９０
６）、初期データとの差分抽出処理（ステップ２９０
７）並びに物体情報の抽出及び出力処理（ステップ２９
０８）が実行されて、当該限定領域に関する監視情報に
対応した、制御出力や表示出力が外部へと出力される。
が全て完了すると（ステップ２９０４ＹＥＳ）、直ちに
スキャン単位毎の情報の合成処理（ステップ２９０
６）、初期データとの差分抽出処理（ステップ２９０
７）並びに物体情報の抽出及び出力処理（ステップ２９
０８）が実行されて、当該限定領域に関する監視情報に
対応した、制御出力や表示出力が外部へと出力される。
【０１９０】次に、領域限定による分解能アップ機能の
説明図が図３１に、同機能を実現するためのソフトウェ
ア構成を示すフローチャートが図３２に、同機能の作用
説明図（その１）が図３３に、同機能の作用説明図（そ
の２）が図３４にそれぞれ示されている。
説明図が図３１に、同機能を実現するためのソフトウェ
ア構成を示すフローチャートが図３２に、同機能の作用
説明図（その１）が図３３に、同機能の作用説明図（そ
の２）が図３４にそれぞれ示されている。
【０１９１】この実施形態においては、レーザ光を面状
に照射できるように走査する走査手段において、走査単
位数を変更することなく走査単位量を減少させることに
より、限定された三次元領域に関する検知分解能を向上
させることを可能としている。
に照射できるように走査する走査手段において、走査単
位数を変更することなく走査単位量を減少させることに
より、限定された三次元領域に関する検知分解能を向上
させることを可能としている。
【０１９２】すなわち図３１に示されるように、同図
（ａ）のごとく、一定の走査単位量Δｘ，Δｙにて一定
単位数の面状走査が可能な場合、単位量をそれぞれΔｘ
からΔｘ′に、またΔｙをΔｙ′に減少させ、走査単位
数については従前通りに維持することによって、走査範
囲を限定し、これにより分解能を向上させることができ
る。
（ａ）のごとく、一定の走査単位量Δｘ，Δｙにて一定
単位数の面状走査が可能な場合、単位量をそれぞれΔｘ
からΔｘ′に、またΔｙをΔｙ′に減少させ、走査単位
数については従前通りに維持することによって、走査範
囲を限定し、これにより分解能を向上させることができ
る。
【０１９３】より具体的には、図３３に示されるよう
に、正規の走査範囲が、（０，０）〜（ｍ，ｎ）である
場合、これをより小さな領域（ｍ′，ｎ′）〜（ｍ″，
ｎ″）に限定しつつも、走査単位数については従前通り
に維持することによって、限定された小領域内を、限定
前の領域と同じ単位数で走査することで、分解能の向上
を図ることができる。
に、正規の走査範囲が、（０，０）〜（ｍ，ｎ）である
場合、これをより小さな領域（ｍ′，ｎ′）〜（ｍ″，
ｎ″）に限定しつつも、走査単位数については従前通り
に維持することによって、限定された小領域内を、限定
前の領域と同じ単位数で走査することで、分解能の向上
を図ることができる。
【０１９４】このとき、図３４に示されるように、領域
が広げられたときの走査単位角度は大きく、領域が絞ら
れたときの走査単位角度は小さくなる。このことから、
限定された小領域内を、きめ細かく監視できることが理
解されるであろう。
が広げられたときの走査単位角度は大きく、領域が絞ら
れたときの走査単位角度は小さくなる。このことから、
限定された小領域内を、きめ細かく監視できることが理
解されるであろう。
【０１９５】この限定された小領域について、監視を行
うためには、図３２に示される処理が実行される。
うためには、図３２に示される処理が実行される。
【０１９６】すなわち、図３２において処理が開始され
ると、まず、走査単位角度αの設定／読込を行った後
（ステップ３２０１）、走査単位角度より走査角度座標
（ｍ′，ｎ′），（ｍ″，ｎ″）を算出／設定する処理
が実行される（ステップ３２０２）。これは、走査単位
角度が変わると、領域の大きさが変化するため、スキャ
ンの起点、終点を変更させるためのものである。
ると、まず、走査単位角度αの設定／読込を行った後
（ステップ３２０１）、走査単位角度より走査角度座標
（ｍ′，ｎ′），（ｍ″，ｎ″）を算出／設定する処理
が実行される（ステップ３２０２）。これは、走査単位
角度が変わると、領域の大きさが変化するため、スキャ
ンの起点、終点を変更させるためのものである。
【０１９７】続いて、走査手段の角度の初期化のために
θ′＝（ｍ′，ｎ′）の設定が行われ（ステップ３２０
３）、さらに、走査単位角度α毎にスキャン単位を移動
させつつ（ステップ３２０６）、θ′＞（ｍ″，ｎ″）
が確認されるまでの間（ステップ３２０７ＮＯ）、投光
処理（ステップ３２０４）と撮像素子の情報取込処理
（ステップ３２０５）が繰り返し実行される。この時、
走査単位角度は変化するが、走査単位の総数は同じなた
め、応答速度はほぼ同じとなる。
θ′＝（ｍ′，ｎ′）の設定が行われ（ステップ３２０
３）、さらに、走査単位角度α毎にスキャン単位を移動
させつつ（ステップ３２０６）、θ′＞（ｍ″，ｎ″）
が確認されるまでの間（ステップ３２０７ＮＯ）、投光
処理（ステップ３２０４）と撮像素子の情報取込処理
（ステップ３２０５）が繰り返し実行される。この時、
走査単位角度は変化するが、走査単位の総数は同じなた
め、応答速度はほぼ同じとなる。
【０１９８】θ′＞（ｍ″，ｎ″）が確認されると（ス
テップ３２０７ＹＥＳ）、スキャン単位毎の情報の合成
処理（ステップ３２０８）、初期データとの差分抽出処
理（ステップ３２０９）並びに物体情報の抽出及び出力
処理（ステップ３２１０）が実行される。その結果、図
３３並びに図３４に規定される限定領域内において、き
め細かな走査によって精度の良い物体監視が行われ、当
該限定された領域内において、認識精度を向上させるこ
とができる。
テップ３２０７ＹＥＳ）、スキャン単位毎の情報の合成
処理（ステップ３２０８）、初期データとの差分抽出処
理（ステップ３２０９）並びに物体情報の抽出及び出力
処理（ステップ３２１０）が実行される。その結果、図
３３並びに図３４に規定される限定領域内において、き
め細かな走査によって精度の良い物体監視が行われ、当
該限定された領域内において、認識精度を向上させるこ
とができる。
【０１９９】最後に、本発明監視装置の応用例である監
視装置システムの一例を示す構成図が図３５に、通信に
よる監視装置間連携を実現するためのソフトウェア構成
を示すフローチャートが図３６にそれぞれ示されてい
る。
視装置システムの一例を示す構成図が図３５に、通信に
よる監視装置間連携を実現するためのソフトウェア構成
を示すフローチャートが図３６にそれぞれ示されてい
る。
【０２００】この実施形態においては、２台以上の監視
装置で監視を行いつつ、相互間で侵入物体検知に関する
情報を交換することにより、個々の監視装置の能力を有
効に活用しつつ相互の監視装置間協力により、より一層
効率の良い侵入物体監視が可能となる。
装置で監視を行いつつ、相互間で侵入物体検知に関する
情報を交換することにより、個々の監視装置の能力を有
効に活用しつつ相互の監視装置間協力により、より一層
効率の良い侵入物体監視が可能となる。
【０２０１】すなわち、図３５において、第１の監視装
置２９は、三次元領域において進入物体の検知が可能な
検知手段１０１を用いて、監視対象となる三次元領域３
１における侵入物体である人体３０の監視を行う。同様
に、第２の監視装置２８も、三次元領域において侵入物
体の検知が可能な検知手段１０１を用いて、監視対象と
なる三次元領域３１における侵入物体である人体３０の
監視を行う。第１の監視装置２９と第２の監視装置２８
との間には、情報を伝達するための通信手段３３を有す
る。第１の監視装置２９には、監視対象となる三次元領
域３１内に侵入物体が発見されたときには、その位置を
前記第２の監視装置２８に通信手段３３を介して通知す
る機能が組み込まれている。第２の監視装置２８には、
第１の監視装置２９から侵入物体の発見並びにその位置
が通知された場合には、その位置を含む限定領域３２に
監視範囲を絞り込むと共に、検知応答性を上げて又は検
知分解能を上げて、監視を行う機能が組み込まれてい
る。
置２９は、三次元領域において進入物体の検知が可能な
検知手段１０１を用いて、監視対象となる三次元領域３
１における侵入物体である人体３０の監視を行う。同様
に、第２の監視装置２８も、三次元領域において侵入物
体の検知が可能な検知手段１０１を用いて、監視対象と
なる三次元領域３１における侵入物体である人体３０の
監視を行う。第１の監視装置２９と第２の監視装置２８
との間には、情報を伝達するための通信手段３３を有す
る。第１の監視装置２９には、監視対象となる三次元領
域３１内に侵入物体が発見されたときには、その位置を
前記第２の監視装置２８に通信手段３３を介して通知す
る機能が組み込まれている。第２の監視装置２８には、
第１の監視装置２９から侵入物体の発見並びにその位置
が通知された場合には、その位置を含む限定領域３２に
監視範囲を絞り込むと共に、検知応答性を上げて又は検
知分解能を上げて、監視を行う機能が組み込まれてい
る。
【０２０２】より具体的には、図３６に示されるよう
に、第１の監視装置の側においては、検出手段からの監
視データを取り込み（ステップ３６０１）、初期データ
との比較を行い（ステップ３６０２）、差分データより
侵入物体を抽出し（ステップ３６０３）、位置情報への
変換を行い（ステップ３６０４）、こうして得られた位
置情報を第２の監視装置へと通知するための通信処理
（ステップ３６０５）を繰り返し実行する。
に、第１の監視装置の側においては、検出手段からの監
視データを取り込み（ステップ３６０１）、初期データ
との比較を行い（ステップ３６０２）、差分データより
侵入物体を抽出し（ステップ３６０３）、位置情報への
変換を行い（ステップ３６０４）、こうして得られた位
置情報を第２の監視装置へと通知するための通信処理
（ステップ３６０５）を繰り返し実行する。
【０２０３】一方、第２の監視装置の側では、通信処理
（ステップ３６１１）において、第１の監視装置から位
置情報の通知を受け、それに基づき、侵入物体の有無を
判定する（ステップ３６１２）。
（ステップ３６１１）において、第１の監視装置から位
置情報の通知を受け、それに基づき、侵入物体の有無を
判定する（ステップ３６１２）。
【０２０４】ここで侵入物体が存在しなければ（ステッ
プ３６１２ＮＯ）、領域限定をリセットした後（ステッ
プ３６１９）、初期の最大限の走査範囲において、検出
手段からの監視データを取り込み（ステップ３６１
５）、初期データとの比較を行い（ステップ３６１
６）、侵入物体の情報を抽出し（ステップ３６１７）、
侵入物体の状態に応じて所定の出力／表示を駆動する
（ステップ３６１８）。
プ３６１２ＮＯ）、領域限定をリセットした後（ステッ
プ３６１９）、初期の最大限の走査範囲において、検出
手段からの監視データを取り込み（ステップ３６１
５）、初期データとの比較を行い（ステップ３６１
６）、侵入物体の情報を抽出し（ステップ３６１７）、
侵入物体の状態に応じて所定の出力／表示を駆動する
（ステップ３６１８）。
【０２０５】これに対して、通信処理（ステップ３６１
１）において、第１の監視装置から第２の監視装置へ
と、侵入物体に関する位置情報の通知が行われると、侵
入物体ありとの判定が行われ（ステップ３６１２ＹＥ
Ｓ）、この場合には、第１の監視装置からの位置情報に
より限定する領域を算出し（ステップ３６１３）、限定
領域データをセットし（ステップ３６１４）、図３５に
示される限定領域３２について、検出手段からの監視デ
ータの取り込みを行い（ステップ３６１５）、初期デー
タとの比較を行い（ステップ３６１６）、侵入物体の情
報を抽出し（ステップ３６１７）、侵入物体の状態に応
じて、所定の出力／表示を駆動する（ステップ３６１
８）。
１）において、第１の監視装置から第２の監視装置へ
と、侵入物体に関する位置情報の通知が行われると、侵
入物体ありとの判定が行われ（ステップ３６１２ＹＥ
Ｓ）、この場合には、第１の監視装置からの位置情報に
より限定する領域を算出し（ステップ３６１３）、限定
領域データをセットし（ステップ３６１４）、図３５に
示される限定領域３２について、検出手段からの監視デ
ータの取り込みを行い（ステップ３６１５）、初期デー
タとの比較を行い（ステップ３６１６）、侵入物体の情
報を抽出し（ステップ３６１７）、侵入物体の状態に応
じて、所定の出力／表示を駆動する（ステップ３６１
８）。
【０２０６】このように、以上説明した監視装置システ
ムによれば、第１の監視装置２９によって、監視領域３
１内に人体３１が検出されると、そのことが第１の監視
装置２９から第２の監視装置２８へと通知される結果、
第２の監視装置２８の側では、監視領域を限定領域３２
に絞り込んで、人体２３に関する情報を詳細に取得す
る。このとき、先に説明した走査単位数減少による領域
限定処理を実行すれば、人体３０の挙動を高い応答性を
もって監視することができ、また走査単位量を限定しつ
つ領域限定を行う手法を採用すれば、人体３０の微細な
動きを高精度に監視することができる。
ムによれば、第１の監視装置２９によって、監視領域３
１内に人体３１が検出されると、そのことが第１の監視
装置２９から第２の監視装置２８へと通知される結果、
第２の監視装置２８の側では、監視領域を限定領域３２
に絞り込んで、人体２３に関する情報を詳細に取得す
る。このとき、先に説明した走査単位数減少による領域
限定処理を実行すれば、人体３０の挙動を高い応答性を
もって監視することができ、また走査単位量を限定しつ
つ領域限定を行う手法を採用すれば、人体３０の微細な
動きを高精度に監視することができる。
【０２０７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、例えば危険領域に対する人体の侵入監視や危険
物体に対する人体の接近監視に適用するような場合に、
侵入経路の如何に拘わらず、侵入や接近を確実に監視す
ることができる。
よれば、例えば危険領域に対する人体の侵入監視や危険
物体に対する人体の接近監視に適用するような場合に、
侵入経路の如何に拘わらず、侵入や接近を確実に監視す
ることができる。
【０２０８】また、本発明によれば、上述のごとき危険
領域に対する人体侵入監視や危険物体に対する人体の接
近監視に適用する場合に、実際の侵入や接近に先立ち、
その可能性を予測して警告などを発することができる。
領域に対する人体侵入監視や危険物体に対する人体の接
近監視に適用する場合に、実際の侵入や接近に先立ち、
その可能性を予測して警告などを発することができる。
【０２０９】また、この発明によれば、上述のごとき危
険領域に対する人体侵入監視や危険物体に対する人体の
接近監視に適用する場合に、監視領域内に複数の危険領
域や危険物体を任意に設定可能として、それぞれの危険
領域や危険物体毎に侵入乃至接近の監視もしくは侵入乃
至接近の予測を同時に行うことができる。
険領域に対する人体侵入監視や危険物体に対する人体の
接近監視に適用する場合に、監視領域内に複数の危険領
域や危険物体を任意に設定可能として、それぞれの危険
領域や危険物体毎に侵入乃至接近の監視もしくは侵入乃
至接近の予測を同時に行うことができる。
【０２１０】また、この発明によれば、上述のごとき危
険領域に対する人体侵入監視に適用する場合に、危険領
域を取り巻く周囲領域の中で、安全通路や通常作業経路
などの侵入許容領域を監視対象領域から任意に除外可能
とすることにより、監視精度を向上させることができ
る。
険領域に対する人体侵入監視に適用する場合に、危険領
域を取り巻く周囲領域の中で、安全通路や通常作業経路
などの侵入許容領域を監視対象領域から任意に除外可能
とすることにより、監視精度を向上させることができ
る。
【０２１１】また、この発明によれば、上述のごとき危
険物体に対する人体の接近監視に適用する場合に、任意
の物体を危険物体から除外可能とすることにより、監視
精度を向上させることができる。
険物体に対する人体の接近監視に適用する場合に、任意
の物体を危険物体から除外可能とすることにより、監視
精度を向上させることができる。
【０２１２】さらに、この発明によれば、上述のごとき
危険物体に対する人体の接近監視に適用する場合に、危
険物体が移動するような状況下にあっても、その物体へ
の人体接近を確実に監視できる。
危険物体に対する人体の接近監視に適用する場合に、危
険物体が移動するような状況下にあっても、その物体へ
の人体接近を確実に監視できる。
【図１】本発明の基本構成を示す図である。
【図２】第１実施形態における検知手段の信号処理の説
明図である。
明図である。
【図３】第２実施形態における検知手段の光学系の構成
図である。
図である。
【図４】第３実施形態における検知手段の光学系の構成
図である。
図である。
【図５】光レーダの電気的ハードウェア構成を示すブロ
ック回路図である。
ック回路図である。
【図６】光レーダの各部の信号状態を示す波形図であ
る。
る。
【図７】第３実施形態における検知手段のソフトウェア
構成を示すフローチャートである。
構成を示すフローチャートである。
【図８】第４実施形態における検知手段の光学系の構成
図である。
図である。
【図９】第４実施形態における検知手段の距離算出処理
の説明図である。
の説明図である。
【図１０】第４実施形態における検知手段のソフトウェ
ア構成を示すフローチャートである。
ア構成を示すフローチャートである。
【図１１】第５実施形態における検知手段の光学系の構
成図である。
成図である。
【図１２】第５実施形態における検知手段のソフトウェ
ア構成を示すフローチャート（その１）である。
ア構成を示すフローチャート（その１）である。
【図１３】第５実施形態における検知手段の信号処理を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図１４】第５実施形態の変形例における検知手段の信
号処理を示す波形図である。
号処理を示す波形図である。
【図１５】第５実施形態の変形例における検知手段のソ
フトウェア構成を示すフローチャート（その２）であ
る。
フトウェア構成を示すフローチャート（その２）であ
る。
【図１６】第６実施形態における検知手段の光学系の構
成図である。
成図である。
【図１７】第６実施形態における検知手段の信号処理を
示すブロック回路図である。
示すブロック回路図である。
【図１８】第６実施形態における検知手段のソフトウェ
ア構成を示すフローチャートであるる。
ア構成を示すフローチャートであるる。
【図１９】監視装置における侵入物体の検知、検知情報
の処理、外部出力の一連の流れの一例を示すフローチャ
ートである。
の処理、外部出力の一連の流れの一例を示すフローチャ
ートである。
【図２０】設定領域単位の物体侵入検知機能を実現する
ためのソフトウェア構成を示すフローチャートである。
ためのソフトウェア構成を示すフローチャートである。
【図２１】監視領域内の特定位置（領域）をティーチン
グする機能を実現するためのソフトウェア構成を示すフ
ローチャートである。
グする機能を実現するためのソフトウェア構成を示すフ
ローチャートである。
【図２２】三次元ブランキング機能の説明図である。
【図２３】三次元ブランキング機能を実現するためのソ
フトウェア構成を示すフローチャートである。
フトウェア構成を示すフローチャートである。
【図２４】監視対象除外物体を設定する機能を実現する
ためのソフトウェア構成を示すフローチャートである。
ためのソフトウェア構成を示すフローチャートである。
【図２５】監視対象除外機能を実現するためのソフトウ
ェア構成を示すフローチャートである。
ェア構成を示すフローチャートである。
【図２６】監視装置の応用例を示す説明図である。
【図２７】移動性物体と侵入物体との距離を監視する機
能を実現するためのソフトウェア構成を示すフローチャ
ートである。
能を実現するためのソフトウェア構成を示すフローチャ
ートである。
【図２８】領域限定による応答速度アップ機能の説明図
である。
である。
【図２９】領域限定による応答速度アップ機能を実現す
るためのソフトウェア構成を示すフローチャートであ
る。
るためのソフトウェア構成を示すフローチャートであ
る。
【図３０】限定領域の一態様を示す説明図である。
【図３１】領域限定による分解能アップ機能の説明図で
ある。
ある。
【図３２】領域限定による分解能アップ機能を実現する
ためのソフトウェア構成を示すフローチャートである。
ためのソフトウェア構成を示すフローチャートである。
【図３３】領域限定による分解能アップ機能の作用説明
図（その１）である。
図（その１）である。
【図３４】領域限定による分解能アップ機能の作用説明
図（その２）である。
図（その２）である。
【図３５】監視装置システムの一例を示す構成図であ
る。
る。
【図３６】通信による監視装置間連携を実現するための
ソフトウェア構成を示すフローチャートである。
ソフトウェア構成を示すフローチャートである。
１，１７，２３ 監視装置
２，１５，２２，２４ 監視対象となる三次元領域
３ 侵入物体（人体）
４ 出力対象（非制御設備又は表示器）
５ａ，５ｂ，５ｃ 背景物体
６ 侵入物体
７，８，１０，１２，１３ 光学系
９，１４ 光レーダ
１６ 三次元ブランキング領域
１８，２５，３０ 人体
１９ コンベア
２０，２１ コンベア上を搬送される物体
２６ 動性物体
２８ 第２監視装置
２９ 第１監視装置
３１ 監視領域
３２ 限定領域
１０２ 設定手段
１０３ 監視情報生成手段
１０４ 外部出力手段
７０１ａ，８０２，１００２，１２０２，１３０２ 第
１レンズ ７０１ｂ，８０５，１００５，１２０６，１３０６ 第
２レンズ ７０２ａ 第１撮像素子 ７０２ｂ 第２撮像素子 ７０３ａ，７０３ｂ 差分抽出処理後の第１撮像素子の
画像 ７０４ａ，７０４ｂ 侵入物体の像 ８０１，９１０ｂ，１４１０ｂ レーザ光源 ８０３，１２０３，１３０３ ビームスプリッタ ８０４，１００４，１２０５，１３０５ 半導体共振ミ
ラー ８０６，１００６，１２１１，１３１１ 第３レンズ ８０７ 受光素子 ８０８ 面状走査軌跡 ９１０，１４１０ 投光系回路 ９１０ａ，１４１０ａ パルス発生器 ９２０ 受光系回路 ９２０ａ 受光回路 ９２０ｂ 増幅器 ９３０，１４３０ 信号処理系回路 ９３０ａ，１４３０ａ クロック発振器 ９３０ｂ ゲート回路 ９３０ｃ パルスカウンタ ９４０，１４４０ 走査回路 ９５０，１４５０ 表示部 ９６０，１４６０ 出力部 ９７０，１４７０ 制御部 １００１，１２０１，１３０１ レーザ光源 １００３，１２０４，１３０４ スリット板 １００７，１２１２ 撮像素子 １００８ 合成スリット画像 １００９，１２０９，１３０９ 走査方向を示す矢印 １０１，１０１１，１２０８，１３０８ 検知手段 １０１０，１２１０，１３１０ スリット光の投影線 １０１２，１３０７ レーザスリット光 １２０７ スリット光 １３１２ フォトダイオードアレイ １４２０ａ−１〜１４２０ａ−ｎ 増幅器群 １４２０ｂ−１〜１４２０ｂ−ｎ 受光回路群 １４３０ｂ−１〜１４３０ｂ−ｎ パルスカウンタ群 １４３０ｃ−１〜１４３０ｃ−ｎ ゲート回路群 Δｘ，Δｙ 単位走査量 Δｘ′，Δｙ′ 減少された単位走査量
１レンズ ７０１ｂ，８０５，１００５，１２０６，１３０６ 第
２レンズ ７０２ａ 第１撮像素子 ７０２ｂ 第２撮像素子 ７０３ａ，７０３ｂ 差分抽出処理後の第１撮像素子の
画像 ７０４ａ，７０４ｂ 侵入物体の像 ８０１，９１０ｂ，１４１０ｂ レーザ光源 ８０３，１２０３，１３０３ ビームスプリッタ ８０４，１００４，１２０５，１３０５ 半導体共振ミ
ラー ８０６，１００６，１２１１，１３１１ 第３レンズ ８０７ 受光素子 ８０８ 面状走査軌跡 ９１０，１４１０ 投光系回路 ９１０ａ，１４１０ａ パルス発生器 ９２０ 受光系回路 ９２０ａ 受光回路 ９２０ｂ 増幅器 ９３０，１４３０ 信号処理系回路 ９３０ａ，１４３０ａ クロック発振器 ９３０ｂ ゲート回路 ９３０ｃ パルスカウンタ ９４０，１４４０ 走査回路 ９５０，１４５０ 表示部 ９６０，１４６０ 出力部 ９７０，１４７０ 制御部 １００１，１２０１，１３０１ レーザ光源 １００３，１２０４，１３０４ スリット板 １００７，１２１２ 撮像素子 １００８ 合成スリット画像 １００９，１２０９，１３０９ 走査方向を示す矢印 １０１，１０１１，１２０８，１３０８ 検知手段 １０１０，１２１０，１３１０ スリット光の投影線 １０１２，１３０７ レーザスリット光 １２０７ スリット光 １３１２ フォトダイオードアレイ １４２０ａ−１〜１４２０ａ−ｎ 増幅器群 １４２０ｂ−１〜１４２０ｂ−ｎ 受光回路群 １４３０ｂ−１〜１４３０ｂ−ｎ パルスカウンタ群 １４３０ｃ−１〜１４３０ｃ−ｎ ゲート回路群 Δｘ，Δｙ 単位走査量 Δｘ′，Δｙ′ 減少された単位走査量
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2F112 AC03 AC06 AD01 BA06 BA12
CA12 DA08 DA15 DA25 DA28
FA35 FA45
5C086 AA22 AA53 BA20 CA28 CB36
CB40 DA08 DA33 EA45
5J084 AA01 AA04 AA05 AA10 AB07
AD01 BA03 BA11 BA13 BA34
BA36 BA39 BA40 BA49 BA50
BB02 BB14 BB28 CA03 CA20
CA52 CA53 DA01 DA08 EA04
EA34
Claims (23)
- 【請求項１】 三次元領域において侵入物体を検知して
対応する検知情報を出力する検知手段と、 監視対象となる三次元領域内における侵入物体の位置や
動きの監視に必要な情報を設定するための設定手段と、 前記検知手段にて生成された検知情報と前記設定手段に
て設定された設定情報とに基づいて、前記監視対象とな
る三次元領域内における前記侵入物体の位置や動きに関
する監視情報を生成する監視情報生成手段と、 前記監視情報生成手段にて生成された侵入物体の位置や
動きに関する監視情報に応じた制御出力や表示出力を外
部に出力する外部出力手段と、 を具備することを特徴とする監視装置。 - 【請求項２】 前記検知手段が、１個のカメラ又は撮像
素子を用いた光学系と、 前記光学系から侵入物体が存在しない状態で得られる画
像と存在する状態で得られる画像との差分を取得するた
めの演算手段とを含み、 前記演算手段から得られる差分情報を前記検知情報とし
て出力する、ことを特徴とする請求項１に記載の監視装
置。 - 【請求項３】 前記検知手段が、複数個のカメラ又は撮
像素子を用いた光学系と、 前記光学系を構成する各カメラ又は各撮像素子のそれぞ
れから侵入物体が存在しない状態で得られる画像と存在
する状態で得られる画像との差分を取得するための演算
手段と、 前記演算手段から各カメラ又は各撮像素子毎に取得され
る差分情報に基づいて三角測量の原理で侵入物体までの
距離を計測する測距手段とを含み、 前記測距手段により計測される侵入物体までの距離情報
を前記検知情報として出力するものである、請求項１に
記載の監視装置。 - 【請求項４】 前記検知手段が、 レーザビーム光をパルス状に放射する投光手段と、放射
されたレーザビーム光が物体に反射して戻ってきた反射
光を受光する受光手段と、放射されるレーザビーム光を
面状に照射できるように走査する走査手段とを含む同軸
型光学系と、 レーザビーム光の投受光時間差に基づいて光レーダ法に
より反射物体までの距離を単位走査角度毎に計測する測
距手段とを含み、 前記測距手段により計測される各走査角度毎の距離情報
を前記検知情報として出力するものである、請求項１に
記載の監視装置。 - 【請求項５】 レーザビーム光を面状に照射できるよう
に走査する走査手段が半導体共振ミラーを含んでいる、
請求項４に記載の監視装置。 - 【請求項６】 前記検知手段が、 レーザスリット光を放射する投光手段と、放射されたレ
ーザスリット光の投影線を監視するカメラ又は撮像素子
と、放射されるレーザスリット光を面状に照射できるよ
うに走査する走査手段とを含む光学系と、 前記光学系を構成するカメラ又は撮像素子から侵入物体
が存在しない状態で得られる投影線画像と存在する状態
で得られる投影線画像との差分を単位走査角度毎に取得
するための演算手段とを含み、 前記演算手段により取得される各走査角度毎の前記投影
線画像の差分情報を前記検知情報として出力する、こと
を特徴とする請求項１に記載の監視装置。 - 【請求項７】 前記検知手段が、 レーザスリット光を放射する投光手段と、放射されたレ
ーザスリット光の投影線を監視するカメラ又は撮像素子
と、放射されるレーザスリット光を面状に照射できるよ
うに走査する走査手段とを含む光学系と、 前記光学系を構成するカメラ又は撮像素子から取り込ん
だレーザスリット光の投影線画像の中の最接近点を単位
走査角度毎に算出する演算手段とを含み、 前記演算手段から各走査角度毎に得られる最接近点情報
を前記検知情報として出力する、ことを特徴とする請求
項１に記載の監視装置。 - 【請求項８】 前記検知手段が、 レーザスリット光をパルス状に放射する投光手段と、放
射されたレーザスリット光が物体に反射して戻ってきた
反射光を受光する受光手段と、放射されるレーザスリッ
ト光を面状に照射できるように走査する走査手段とを含
む同軸型光学系と、 レーザスリット光の投受光時間差に基づいて光レーダ法
によりレーザスリット光の各点までの距離の中で最接近
距離を単位走査角度毎に取得する測距手段とを含み、 前記測距手段により各走査角度毎に取得される最接近距
離情報を前記検知情報として出力するものである、請求
項１に記載の監視装置。 - 【請求項９】 前記検知手段が、 レーザスリット光をパルス状に放射する投光手段と、放
射されたレーザスリット光が物体に反射して戻ってきた
反射光を受光するフォトダイオードアレイと、放射され
るレーザスリット光を面状に照射できるように走査する
走査手段とを含む光学系と、 前記光学系を構成するフォトダイオードアレイの各受光
素子毎に、レーザスリット光の投受光時間差に基づいて
光レーダ法により反射物体までの距離を単位走査角度毎
に計測する測距手段とを含み、 前記測距手段により走査角度毎に計測される投影線上の
各点までの距離情報を前記検知情報として出力するもの
である、請求項１に記載の監視装置。 - 【請求項１０】 レーザビーム光又はレーザスリット光
を面状に照射できるように走査する走査手段が半導体共
振ミラーを含んでいる、請求項４〜９のいずれかに記載
の監視装置。 - 【請求項１１】 レーザビーム光又はレーザスリット光
を面上に照射できるように走査する走査手段の走査範囲
が変更可能とされている、請求項４〜９のいずれかに記
載の監視装置。 - 【請求項１２】 前記設定手段は、前記監視対象となる
三次元領域内における少なくとも１以上の位置又は領域
を特定監視領域として設定可能とされ、 前記監視情報生成手段は、前記侵入物体が前記特定監視
領域に進入したか否かの情報を生成するものであり、か
つ前記外部出力手段は、前記侵入物体が進入した特定監
視領域に対応する制御出力や表示出力を外部へ出力する
ものである、請求項１に記載の監視装置。 - 【請求項１３】 前記設定手段は、監視装置自身の位置
又は前記監視対象となる三次元領域内から任意に選ばれ
た位置を特定位置として設定可能とされ、 前記監視情報生成手段は、前記侵入物体の現在位置と前
記特定位置との距離に関する情報を生成するものであ
り、かつ前記外部出力手段は、前記侵入物体と前記特定
位置との距離に応じたアナログ制御出力やアナログ表示
出力を外部へ出力するものである、請求項１に記載の監
視装置。 - 【請求項１４】 前記設定手段は、監視装置自身の位置
又は前記監視対象となる三次元領域内から任意に選ばれ
た位置を特定位置として設定可能とされ、 前記監視情報生成手段は、前記侵入物体と前記特定位置
との相対移動方向に関する情報を生成するものであり、
かつ前記外部出力手段は、前記相対移動方向が近付く方
向であるか遠離る方向であるかに応じて対応する制御出
力や表示出力を生成するものである、請求項１に記載の
監視装置。 - 【請求項１５】 前記設定手段は、前記監視対象となる
三次元領域内に侵入物体が存在しない状態における検知
手段からの検知情報と、前記監視対象となる三次元領域
内にダミー物体が存在する状態における検知手段からの
検知情報とを教示することにより、ダミー物体が存在す
る位置又は領域を特定監視領域として設定可能である、
請求項１に記載の監視装置。 - 【請求項１６】 前記設定手段は、前記監視対象となる
三次元領域の映像を映し出すモニタ画面を利用したＧＵ
Ｉにより、監視対象となる三次元領域内に特定監視領域
や特定位置を設定可能である、請求項１に記載の監視装
置。 - 【請求項１７】 前記設定手段は、監視対象となる三次
元領域から選択された位置又は領域を不感領域として設
定可能とされ、 前記監視情報生成手段は、前記設定された不感領域につ
いては前記監視対象となる三次元領域からは除外した上
で、前記検知手段から出力される検知情報と前記設定手
段にて設定される設定情報とに基づいて、前記監視対象
となる三次元領域内における前記侵入物体の位置や動き
に関する情報を生成する、請求項１に記載の監視装置。 - 【請求項１８】 前記設定手段は、予め特徴教示した物
体を不感物体として設定可能とされ、 前記監視情報生成手段は、前記設定された不感物体につ
いては侵入物体から除外した上で、前記検知手段から出
力される検知情報と前記設定手段にて設定される設定情
報とに基づいて、前記監視対象となる三次元領域内にお
ける前記侵入物体の位置や動きに関する情報を生成す
る、請求項１に記載の監視装置。 - 【請求項１９】 前記設定手段は、予め特徴教示した物
体を距離基準物体として設定可能とされ、 前記監視情報生成手段は、前記検知手段から出力される
検知情報と前記設定手段にて設定される設定情報とに基
づいて、前記距離基準物体と前記侵入物体との距離に関
する情報を生成する、請求項１に記載の監視装置。 - 【請求項２０】 前記検知手段は、レーザ光を面上に照
射できるように走査する走査手段において、走査単位量
を変更することなく走査単位数を減少させることによ
り、限定された三次元監視領域に関する検知応答性を高
速化することが可能になされている、請求項４〜９のい
ずれかに記載の監視装置。 - 【請求項２１】 前記検知手段は、レーザ光を面状に照
射できるように走査する走査手段において、走査単位数
を変更することなく走査単位量を減少させることによ
り、限定された三次元領域に関する検知分解能を上昇さ
せることが可能になされている、請求項４〜９のいずれ
かに記載の監視装置。 - 【請求項２２】 三次元領域において侵入物体の検知が
可能な検知手段を用いて、監視対象となる三次元領域に
おける侵入物体の監視を行う第１の監視装置と、 三次元領域において侵入物体の検知が可能な検知手段を
用いて、監視対象となる三次元領域における侵入物体の
監視を行う第２の監視装置と、 前記第１の監視装置と前記第２の監視装置との間で情報
を伝達するための通信手段とを有し、 前記第１の監視装置には、監視対象となる三次元領域内
に侵入物体が発見されたときには、その位置を前記第２
の監視装置に通信手段を介して通知する機能が組み込ま
れ、 前記第２の監視装置には、前記第１の監視装置から侵入
物体の発見並びにその位置が通知された場合には、その
位置を含む限定領域に監視範囲を絞り込むと共に、検知
応答性を上げて又は検知分解能を上げて、監視を行う機
能が組み込まれている、監視装置システム。 - 【請求項２３】 前記第２の監視装置が、請求項２０又
は２１に記載の監視装置である、請求項２２に記載の監
視装置システム。
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